Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

3.  Дана функ­ция f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =ax минус 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x плюс 1 конец ар­гу­мен­та , a боль­ше 0.

а)  Най­ди­те все такие a, при ко­то­рых функ­ция f мо­но­тон­на на луче  левая квад­рат­ная скоб­ка 0; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка .

б)  Пусть a=1. Най­ди­те урав­не­ния ка­са­тель­ных к гра­фи­ку дан­ной функ­ции, про­хо­дя­щих через точку A левая круг­лая скоб­ка 5, 0 пра­вая круг­лая скоб­ка .

в)  Пусть a=1. Най­ди­те все точки оси абс­цисс, через ко­то­рые про­хо­дит ровно одна ка­са­тель­ная к гра­фи­ку функ­ции f.

г)  Най­ди­те (при про­из­воль­ном a боль­ше 0) такое зна­че­ние x_0, при ко­то­ром фи­гу­ра, огра­ни­чен­ная пря­мой, ка­са­ю­щей­ся гра­фи­ка функ­ции f в точке с абс­цис­сой x_0, самим этим гра­фи­ком и пря­мы­ми x= минус 1, x=2, имеет наи­мень­шую пло­щадь.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  По­сколь­ку f' левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =a минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: конец дроби ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x плюс 1 конец ар­гу­мен­та \geqslant} 0 на луче  левая квад­рат­ная скоб­ка 0; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая квад­рат­ная скоб­ка , то a\geqslant}\underset левая квад­рат­ная скоб­ка 0; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка \to \max дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: конец дроби ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x плюс 1 конец ар­гу­мен­та =1.

б)  Под­ста­вив y=0, x=5 в урав­не­ние y минус f левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка =f' левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка x минус t пра­вая круг­лая скоб­ка , после не­боль­ших пре­об­ра­зо­ва­ний при­хо­дим к урав­не­нию 5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: t плюс 1 конец ар­гу­мен­та =t плюс 7, от­ку­да t  =  3; 8.

в)  Ка­са­тель­ная в точке  левая круг­лая скоб­ка t, f левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка гра­фи­ка про­хо­дит через точку  левая круг­лая скоб­ка u, 0 пра­вая круг­лая скоб­ка , если

0= левая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: t плюс 1 конец ар­гу­мен­та минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка u минус t пра­вая круг­лая скоб­ка плюс t ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: t плюс 1 конец ар­гу­мен­та минус 2t минус 2 рав­но­силь­но u ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: t плюс 1 конец ар­гу­мен­та минус u минус 2 минус t=0.

Таким об­ра­зом, точка  левая круг­лая скоб­ка u, 0 пра­вая круг­лая скоб­ка вхо­дит в ис­ко­мое мно­же­ство, если по­лу­чен­ное урав­не­ние имеет одно ре­ше­ние. Удоб­но сде­лать за­ме­ну z= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: t плюс 1 конец ар­гу­мен­та \geqslant} 0, при­во­дя­щую к квад­рат­но­му урав­не­нию z в квад­ра­те минус uz плюс u плюс 1=0. Оно имеет един­ствен­ное по­ло­жи­тель­ное ре­ше­ние, если u плюс 1 мень­ше 0. Если u в квад­ра­те минус 4 левая круг­лая скоб­ка u плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =0, т. е. u=2\pm 2 ко­рень из 2 , то его ре­ше­ние един­ствен­но, од­на­ко при u=2 минус 2 ко­рень из 2 оно от­ри­ца­тель­но. Ис­сле­до­ва­ние квад­рат­но­го урав­не­ния можно про­ве­сти по-дру­го­му, за­пи­сав его в виде u= дробь: чис­ли­тель: z в квад­ра­те плюс 1, зна­ме­на­тель: z минус 1 конец дроби и по­стро­ив гра­фик y= дробь: чис­ли­тель: z в квад­ра­те плюс 1, зна­ме­на­тель: z минус 1 конец дроби при z\geqslant} 0 (см. рис).

За­ме­тим, на­ко­нец, что сам ответ по­ня­тен из гео­мет­ри­че­ских со­об­ра­же­ний, если мы по­смот­рим на гра­фик дан­ной функ­ции (см. рис).

г)  Ин­те­рес­но, что вы­чис­ле­ния проще про­во­дить для про­из­воль­ной вы­пук­лой функ­ции f. Пло­щадь за­штри­хо­ван­ной на ри­сун­ке фи­гу­ры опре­де­ля­ет­ся по фор­му­ле

S левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка = при­над­ле­жит t\limits_a в сте­пе­ни b f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка dx минус левая круг­лая скоб­ка b минус a пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка f левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка минус tf' левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка плюс f' левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: a плюс b, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка ,

так что

S' левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка b минус a пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка f' левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка минус f' левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка минус tf'' левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка плюс f'' левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: a плюс b, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка b минус a пра­вая круг­лая скоб­ка f'' левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: a плюс b, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби минус t пра­вая круг­лая скоб­ка ,

от­ку­да и сле­ду­ет, что t= дробь: чис­ли­тель: a плюс b, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби   — точка ми­ни­му­ма функ­ции S.

 

Ответ: а)  левая квад­рат­ная скоб­ка 1; 0 пра­вая круг­лая скоб­ка ; б) y= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби левая круг­лая скоб­ка x минус 5 пра­вая круг­лая скоб­ка и y= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби левая круг­лая скоб­ка x минус 5 пра­вая круг­лая скоб­ка ; в)  левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность ; минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая фи­гур­ная скоб­ка 2 плюс 2 ко­рень из 2 пра­вая фи­гур­ная скоб­ка ; г) x_0= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

 

----------

Дуб­ли­ру­ет за­да­ние 2016.


-------------
Дублирует задание № 2016.
Спрятать критерии
Критерии проверки:

? Источники:
? Классификатор: Три­го­но­мет­ри­че­ские не­ра­вен­ства, Три­го­но­мет­ри­че­ские урав­не­ния , Урав­не­ния с па­ра­мет­ром
?
Сложность: 11 из 10
Источник: сайт Решу урок  —  выпускные экзамены по математике, задание № 2016.