Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

3Б. Дана функ­ция  f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: x в квад­ра­те плюс 2x плюс 2, зна­ме­на­тель: x плюс 1 конец дроби .

а)  На­пи­ши­те урав­не­ния ка­са­тель­ных к гра­фи­ку функ­ции  f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка , па­рал­лель­ных оси абс­цисс.

б)  По­строй­те гра­фик функ­ции  f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка на от­рез­ке  левая квад­рат­ная скоб­ка минус 3;3 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка .

в)  До­ка­жи­те, что  при­над­ле­жит t пре­де­лы: от минус 0,5 до 1, f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка dx мень­ше дробь: чис­ли­тель: 15, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби .

г)  Най­ди­те наи­мень­шее зна­че­ние пло­ща­ди фи­гу­ры, огра­ни­чен­ной гра­фи­ком функ­ции  f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка и пря­мы­ми  y=0,  x=a,  x=a плюс 1,5, для  a боль­ше минус 1.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Пре­об­ра­зу­ем функ­цию

 дробь: чис­ли­тель: x в квад­ра­те плюс 2x плюс 2, зна­ме­на­тель: x плюс 1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: x в квад­ра­те плюс 2x плюс 1 плюс 1, зна­ме­на­тель: x плюс 1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс 1, зна­ме­на­тель: x плюс 1 конец дроби =x плюс 1 плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: x плюс 1 конец дроби .

а)  Чтобы ка­са­тель­ная была па­рал­лель­на оси абс­цисс, ее уг­ло­вой ко­эф­фи­ци­ент дол­жен быть равен нулю, то есть про­из­вод­ная в точке ка­са­ния долж­на быть равна нулю. Возь­мем про­из­вод­ную

 левая круг­лая скоб­ка x плюс 1 плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: x плюс 1 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка '=1 минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: левая круг­лая скоб­ка x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец дроби = дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те минус 1, зна­ме­на­тель: левая круг­лая скоб­ка x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец дроби = дробь: чис­ли­тель: x в квад­ра­те плюс 2x, зна­ме­на­тель: левая круг­лая скоб­ка x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец дроби = дробь: чис­ли­тель: x левая круг­лая скоб­ка x плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: левая круг­лая скоб­ка x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец дроби .

Решая урав­не­ние  дробь: чис­ли­тель: x левая круг­лая скоб­ка x плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: левая круг­лая скоб­ка x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец дроби =0 по­лу­чим x=0 или x= минус 2. При этом f левая круг­лая скоб­ка 0 пра­вая круг­лая скоб­ка =2 и f левая круг­лая скоб­ка минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка = минус 2, зна­чит, урав­не­ния ка­са­тель­ных будут y=2 и y= минус 2.

б)  Функ­ция опре­де­ле­на на всем от­рез­ке за ис­клю­че­ни­ем точки x= минус 1. При этом \lim\limits_xarrow минус 1 плюс 0 f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = плюс бес­ко­неч­ность и \lim\limits_xarrow минус 1 минус 0 f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = минус бес­ко­неч­ность .

Ис­сле­дуя про­из­вод­ную ме­то­дом ин­тер­ва­лов, по­лу­чим что f' левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше 0 при x при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка минус 3; минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая круг­лая скоб­ка 0; 3 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка (при таких x функ­ция воз­рас­та­ет) и f' левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка мень­ше 0 при x при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка минус 2; минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая круг­лая скоб­ка минус 1; 0 пра­вая круг­лая скоб­ка (при таких x функ­ция убы­ва­ет). Зна­чит, x= минус 2 это точка мак­си­му­ма, а x=0  — точка ми­ни­му­ма. При этом f левая круг­лая скоб­ка 0 пра­вая круг­лая скоб­ка =2, f левая круг­лая скоб­ка минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка = минус 2. Поль­зу­ясь этими дан­ны­ми по­стро­им гра­фик.

 

в)  Вы­чис­лим ин­те­грал

 при­над­ле­жит t\limits_ минус 0,5 в сте­пе­ни 1 левая круг­лая скоб­ка x плюс 1 плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: x плюс 1 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка dx=\dvpod дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби x в квад­ра­те плюс x плюс \ln левая круг­лая скоб­ка x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка минус 0,51=
= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс 1 плюс на­ту­раль­ный ло­га­рифм 2 минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби плюс 0,5 минус на­ту­раль­ный ло­га­рифм дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = целая часть: 1, дроб­ная часть: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 8 плюс 2 на­ту­раль­ный ло­га­рифм 2= целая часть: 1, дроб­ная часть: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 8 плюс на­ту­раль­ный ло­га­рифм 4 мень­ше дробь: чис­ли­тель: 15, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ,

по­сколь­ку e в кубе =2,7 в кубе =19,683 боль­ше 16, то e в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 3/2 пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше 4, и

 на­ту­раль­ный ло­га­рифм 4 мень­ше дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби мень­ше дробь: чис­ли­тель: 15, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 15, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби минус целая часть: 1, дроб­ная часть: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 8 .

Есть и дру­гое ре­ше­ние. Как мы толь­ко что уста­но­ви­ли в пунк­те б, функ­ция убы­ва­ет на про­ме­жут­ке  левая квад­рат­ная скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; 0 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка и воз­рас­та­ет на про­ме­жут­ке  левая квад­рат­ная скоб­ка 0; 1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка , при этом f левая круг­лая скоб­ка минус 0,5 пра­вая круг­лая скоб­ка =f левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . Зна­чит, на всем про­ме­жут­ке длины 1 минус левая круг­лая скоб­ка минус 0,5 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби функ­ция при­ни­ма­ет зна­че­ния не боль­шие чем  дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , по­это­му пло­щадь под ее гра­фи­ком не пре­вос­хо­дит  дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 15, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби .

г)  По­сколь­ку при a боль­ше минус 1 для всех точек от­рез­ка  левая квад­рат­ная скоб­ка a; a плюс 1,5 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка вы­пол­не­но усло­вие x боль­ше минус 1, то f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше 0 на всем этом про­ме­жут­ке. Тогда пло­щадь можно за­пи­сать в виде F левая круг­лая скоб­ка a плюс 1,5 пра­вая круг­лая скоб­ка минус F левая круг­лая скоб­ка a пра­вая круг­лая скоб­ка , где F левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка   — пер­во­об­раз­ная функ­ции f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка . Ис­сле­ду­ем эту функ­цию. Возь­мем ее про­из­вод­ную

 левая круг­лая скоб­ка F левая круг­лая скоб­ка a плюс 1,5 пра­вая круг­лая скоб­ка минус F левая круг­лая скоб­ка a пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка '=f левая круг­лая скоб­ка a плюс дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка минус f левая круг­лая скоб­ка a пра­вая круг­лая скоб­ка =a плюс дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс 1 плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: a плюс дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс 1 конец дроби минус a минус 1 минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: a плюс 1 конец дроби =

= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 2a плюс 5 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: a плюс 1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3 левая круг­лая скоб­ка 2a плюс 5 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка a плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 4 левая круг­лая скоб­ка a плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка минус 2 левая круг­лая скоб­ка 2a плюс 5 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 2 левая круг­лая скоб­ка 2a плюс 5 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка a плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби =
= дробь: чис­ли­тель: 3 левая круг­лая скоб­ка 2a в квад­ра­те плюс 5a плюс 2a плюс 5 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 4a плюс 4 минус 4a минус 10, зна­ме­на­тель: 2 левая круг­лая скоб­ка 2a плюс 5 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка a плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 6a в квад­ра­те плюс 21a плюс 9, зна­ме­на­тель: 2 левая круг­лая скоб­ка 2a плюс 5 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка a плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби =

= дробь: чис­ли­тель: 3 левая круг­лая скоб­ка 2a в квад­ра­те плюс 7a плюс 3 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 2 левая круг­лая скоб­ка 2a плюс 5 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка a плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3 левая круг­лая скоб­ка a плюс 3 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 2 левая круг­лая скоб­ка 2a плюс 5 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка a плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби умно­жить на левая круг­лая скоб­ка 2a плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка .

Пер­вый мно­жи­тель по­ло­жи­те­лен при a боль­ше минус 1. Вто­рой же от­ри­ца­те­лен при a при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка минус 1; минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка и по­ло­жи­те­лен при a боль­ше минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , зна­чит, F левая круг­лая скоб­ка a плюс 1,5 пра­вая круг­лая скоб­ка минус F левая круг­лая скоб­ка a пра­вая круг­лая скоб­ка убы­ва­ет при a при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка минус 1; минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка и воз­рас­та­ет при a\geqslant минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , то есть ее наи­мень­шее зна­че­ние до­сти­га­ет­ся при a= минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби и было вы­чис­ле­но в преды­ду­щем пунк­те. Окон­ча­тель­ный ответ:  целая часть: 1, дроб­ная часть: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 8 плюс на­ту­раль­ный ло­га­рифм 4.

 

Ответ: а)  y=2,  y= минус 2; б) см. рис.; г)  дробь: чис­ли­тель: 15, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби плюс на­ту­раль­ный ло­га­рифм 4.

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: 1806

? Источник: Вы­пуск­ной эк­за­мен по ма­те­ма­ти­ке. Ма­те­ма­ти­че­ские клас­сы, Санкт-Пе­тер­бург, 1996 год, ва­ри­ант 2
? Классификатор: Ин­те­грал, вы­чис­ле­ние пло­ща­дей , Ка­са­тель­ная к гра­фи­ку функ­ции, По­стро­е­ние гра­фи­ков функ­ций, гра­фи­ков урав­не­ний
?
Сложность: 9 из 10