Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

1.  Дана функ­ция  f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­си­нус x минус ко­си­нус 2x.

а)  До­ка­жи­те ра­вен­ство  дробь: чис­ли­тель: f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 2 ко­си­нус x плюс 1 конец дроби =1 минус ко­си­нус x.

б)  Ре­ши­те урав­не­ние  f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка минус синус x=0.

в)  Най­ди­те все ре­ше­ния не­ра­вен­ства  f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка мень­ше 1 из от­рез­ка  левая квад­рат­ная скоб­ка Пи ; дробь: чис­ли­тель: 5 Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка .

г)  Вы­яс­ни­те, при каких зна­че­ни­ях па­ра­мет­ра a урав­не­ние  f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =a имеет че­ты­ре корня на от­рез­ке  левая квад­рат­ная скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка .

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  До­ка­жем что  дробь: чис­ли­тель: ко­си­нус x минус ко­си­нус 2x, зна­ме­на­тель: 2 ко­си­нус x плюс 1 конец дроби =1 минус ко­си­нус x. Умно­жим на зна­ме­на­тель.

 ко­си­нус x минус ко­си­нус 2x= левая круг­лая скоб­ка 1 минус ко­си­нус x пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 2 ко­си­нус x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка рав­но­силь­но ко­си­нус x минус левая круг­лая скоб­ка 2 ко­си­нус в квад­ра­те x минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =1 плюс 2 ко­си­нус x минус ко­си­нус x минус 2 ко­си­нус в квад­ра­те x рав­но­силь­но
 рав­но­силь­но ко­си­нус x минус 2 ко­си­нус в квад­ра­те x плюс 1=1 плюс 2 ко­си­нус x минус ко­си­нус x минус 2 ко­си­нус в квад­ра­те x.

По­лу­ча­ем вер­ное ра­вен­ство. Что и тре­бо­ва­лось до­ка­зать.

б)  Имеем:

 ко­си­нус x минус ко­си­нус 2x минус синус x=0 рав­но­силь­но ко­си­нус 2x= ко­си­нус x минус синус x рав­но­силь­но ко­си­нус в квад­ра­те x минус синус в квад­ра­те x= ко­си­нус x минус синус x рав­но­силь­но
 рав­но­силь­но левая круг­лая скоб­ка ко­си­нус x минус синус x пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка ко­си­нус x плюс синус x пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­си­нус x минус синус x рав­но­силь­но левая круг­лая скоб­ка ко­си­нус x минус синус x пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка ко­си­нус x плюс синус x минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =0

По­лу­ча­ем два урав­не­ния. Пер­вое урав­не­ние:

 ко­си­нус x минус синус x=0 рав­но­силь­но синус x= ко­си­нус x рав­но­силь­но тан­генс x=1 рав­но­силь­но x= дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби плюс Пи k, k при­над­ле­жит Z .

Вто­рое урав­не­ние:

 ко­си­нус x плюс синус x минус 1=0 рав­но­силь­но ко­си­нус x=1 минус синус x рав­но­силь­но ко­си­нус в квад­ра­те x=1 минус 2 синус x плюс синус в квад­ра­те x рав­но­силь­но
 рав­но­силь­но 1 минус синус в квад­ра­те x=1 минус 2 синус x плюс синус в квад­ра­те x рав­но­силь­но минус 2 синус x плюс 2 синус в квад­ра­те x=0 рав­но­силь­но 2 синус x левая круг­лая скоб­ка синус x минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =0 рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний синус x=0, синус x=1. конец со­во­куп­но­сти .

Из вто­ро­го на­бо­ра под­хо­дят все x, а из пер­во­го толь­ко те, для ко­то­рых  ко­си­нус x=1 (те, для ко­то­рых  ко­си­нус x= минус 1, по­сто­рон­ние и по­яви­лись при воз­ве­де­нии в квад­рат). Итак, x=2 Пи k и x= дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс 2 Пи k, k при­над­ле­жит Z .

Окон­ча­тель­но: x= дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби плюс Пи k, x=2 Пи k и x= дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс 2 Пи k, k при­над­ле­жит Z .

в)  Пре­об­ра­зу­ем не­ра­вен­ство:

 ко­си­нус x минус ко­си­нус 2x мень­ше 1 рав­но­силь­но ко­си­нус x минус левая круг­лая скоб­ка 2 ко­си­нус в квад­ра­те x минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка мень­ше 1 рав­но­силь­но ко­си­нус x минус 2 ко­си­нус в квад­ра­те x плюс 1 мень­ше 1 рав­но­силь­но
 рав­но­силь­но 2 ко­си­нус в квад­ра­те x минус ко­си­нус x боль­ше 0 рав­но­силь­но ко­си­нус x левая круг­лая скоб­ка 2 ко­си­нус x минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше 0 рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний ко­си­нус x боль­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , ко­си­нус x мень­ше 0. конец со­во­куп­но­сти .

На про­ме­жут­ке  левая квад­рат­ная скоб­ка Пи ;2 Пи пра­вая квад­рат­ная скоб­ка функ­ция  ко­си­нус x воз­рас­та­ет от −1 до 1, при этом  ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка =0 и  ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 5 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . Ана­ло­гич­но на про­ме­жут­ке  левая квад­рат­ная скоб­ка 2 Пи ; дробь: чис­ли­тель: 5 Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка функ­ция  ко­си­нус x убы­ва­ет от 1 до 0, при этом  ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 7 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . От­сю­да по­лу­ча­ем ответ x при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка Пи ; дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая круг­лая скоб­ка ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 5 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ; ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 7 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка .

г)  За­пи­шем урав­не­ние в виде  ко­си­нус x минус левая круг­лая скоб­ка 2 ко­си­нус в квад­ра­те x минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =a и обо­зна­чим  ко­си­нус x=t. По­лу­чим урав­не­ние t минус 2t в квад­ра­те плюс 1=a или 2t в квад­ра­те минус t плюс левая круг­лая скоб­ка a минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =0. У него не более двух кор­ней. За­ме­тим, что функ­ция  ко­си­нус x при­ни­ма­ет на от­рез­ке  левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: минус Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка все зна­че­ния от 0 до 1 (ис­клю­чая 1) по два раза, зна­че­ние 1 один раз, а дру­гих зна­че­ний не при­ни­ма­ет вовсе. Таким об­ра­зом, оба корня квад­рат­но­го урав­не­ния долж­ны ле­жать на про­ме­жут­ке  левая квад­рат­ная скоб­ка 0;1 пра­вая круг­лая скоб­ка . За­пи­шем урав­не­ние в виде 2t в квад­ра­те минус t минус 1= минус a и по­стро­им гра­фик функ­ции y=2t в квад­ра­те минус t минус 1. Это па­ра­бо­ла с вер­ши­ной при t= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби и y левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка =2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 16 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби минус 1= минус целая часть: 1, дроб­ная часть: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 8 . Кроме того, y левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =2 минус 1 минус 1=0 и y левая круг­лая скоб­ка 0 пра­вая круг­лая скоб­ка =0 плюс 0 минус 1= минус 1. Те­перь про­ве­дем го­ри­зон­таль­ную пря­мую y= минус a и по­смот­рим, как она будет пе­ре­се­кать дан­ную па­ра­бо­лу.

Если  минус a боль­ше 0, то пря­мая пе­ре­се­чет левую ветвь при t мень­ше 0 и пра­вую при t боль­ше 1. Этот слу­чай не под­хо­дит.

Если  минус a=0, то пря­мая пе­ре­се­чет левую ветвь при t мень­ше 0 и пра­вую при t=1. Этот слу­чай не под­хо­дит.

Если  минус 1 мень­ше минус a мень­ше 0, то пря­мая пе­ре­се­чет левую ветвь при t мень­ше 0 и пра­вую при t при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ;1 пра­вая круг­лая скоб­ка . Этот слу­чай не под­хо­дит.

Если  минус a= минус 1, то пря­мая пе­ре­се­чет левую ветвь при t=0 и пра­вую при t при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ;1 пра­вая круг­лая скоб­ка (на самом деле при t= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , но это не­важ­но). Этот слу­чай под­хо­дит.

Если  минус целая часть: 1, дроб­ная часть: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 8 мень­ше минус a мень­ше минус 1, то пря­мая пе­ре­се­чет левую ветвь при t при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка 0; дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка и пра­вую при t при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ; 1 пра­вая круг­лая скоб­ка . Этот слу­чай под­хо­дит.

Если же  минус a мень­ше или равно минус целая часть: 1, дроб­ная часть: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 8 , то пря­мая пе­ре­се­чет па­ра­бо­лу один раз или ни разу, по­это­му боль­ше двух кор­ней быть не может.

Итак,  минус целая часть: 1, дроб­ная часть: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 8 мень­ше минус a мень­ше или равно минус 1, от­ку­да a при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 1; целая часть: 1, дроб­ная часть: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 8 пра­вая круг­лая скоб­ка .

 

Ответ: 1. б)  левая фи­гур­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби плюс Пи k; дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс 2 Пи k;2 Пи k :k при­над­ле­жит Z пра­вая фи­гур­ная скоб­ка ; в)  левая квад­рат­ная скоб­ка Пи ; дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 5 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: 7 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка ; г)  1 мень­ше или равно a мень­ше дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

За за­да­ние (или за каж­дый из че­ты­рех пунк­тов сю­же­та из че­ты­рех за­да­ний)

вы­став­ля­ет­ся одна из сле­ду­ю­щих оце­нок:

+ (3 балла),    ± (2 балла),    ∓ (1 балл),    − (0 бал­лов)

При этом не­об­хо­ди­мо ру­ко­вод­ство­вать­ся сле­ду­ю­щим.

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нийБаллы
Вер­ное и пол­ное вы­пол­не­ние за­да­ния3
Ход ре­ше­ния вер­ный, ре­ше­ние до­ве­де­но до от­ве­та, но до­пу­щен один не­до­чет2
Ход ре­ше­ния вер­ный, ре­ше­ние до­ве­де­но до от­ве­та, но до­пу­ще­но два не­до­че­та или одна гру­бая ошиб­ка1
Осталь­ные слу­чаи0

К не­до­че­там от­но­сят­ся, на­при­мер: опис­ки, не­точ­но­сти в ис­поль­зо­ва­нии ма­те­ма­ти­че­ской сим­во­ли­ки; по­греш­но­сти на ри­сун­ках, не­до­ста­точ­но пол­ные обос­но­ва­ния; не­точ­но­сти в ло­ги­ке рас­суж­де­ний при срав­не­нии чисел, до­ка­за­тель­стве тож­деств или не­ра­венств; вы­чис­ли­тель­ные ошиб­ки, не по­вли­яв­шие прин­ци­пи­аль­но на ход ре­ше­ния и не упро­стив­шие за­да­чу, если за­да­ча не яв­ля­лась вы­чис­ли­тель­ной; за­ме­на стро­го знака не­ра­вен­ства не­стро­гим или на­о­бо­рот; не­вер­ное при­со­еди­не­ние либо ис­клю­че­ние гра­нич­ной точки из про­ме­жут­ка мо­но­тон­но­сти и ана­ло­гич­ные.

Гру­бы­ми ошиб­ка­ми яв­ля­ют­ся, на­при­мер: по­те­ря или при­об­ре­те­ние по­сто­рон­не­го корня; не­вер­ный отбор ре­ше­ния на про­ме­жут­ке при пра­виль­ном ре­ше­нии в общем виде; вы­чис­ли­тель­ная ошиб­ка в за­да­че на вы­чис­ле­ние; не­вер­ное из­ме­не­ние знака не­ра­вен­ства при умно­же­нии на от­ри­ца­тель­ное число, ло­га­риф­ми­ро­ва­нии или по­тен­ци­ро­ва­нии и т. п.


Задание парного варианта: 1749

? Источник: Вы­пуск­ной эк­за­мен по ма­те­ма­ти­ке. Ма­те­ма­ти­че­ские клас­сы, Санкт-Пе­тер­бург, 1993 год, ва­ри­ант 2
? Классификатор: Вы­чис­ле­ния и пре­об­ра­зо­ва­ния в три­го­но­мет­рии, Ис­сле­до­ва­ние функ­ций, Три­го­но­мет­ри­че­ские не­ра­вен­ства, Три­го­но­мет­ри­че­ские урав­не­ния
?
Сложность: 9 из 10