Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
 № 2026
i

Дана функ­ция  f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 3 в кубе x минус 5 ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 3 в квад­ра­те x плюс 8 ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 3 x.

а)  Ре­ши­те не­ра­вен­ство  f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка мень­ше 0.

б)  Ре­ши­те урав­не­ние  f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = 4.

в)  Вы­яс­ни­те, при каких зна­че­ни­ях a не­ра­вен­ство  f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше a ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 3 x вы­пол­ня­ет­ся при всех x из мно­же­ства  левая квад­рат­ная скоб­ка 27; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка .

г)  Вы­яс­ни­те, сколь­ко кор­ней имеет урав­не­ние  f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = a в за­ви­си­мо­сти от a.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Обо­зна­чим  ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 3 x = t и за­пи­шем не­ра­вен­ство в виде  t в кубе минус 5t в квад­ра­те плюс 8t мень­ше 0, или  t левая круг­лая скоб­ка t в квад­ра­те минус 5t плюс 8 пра­вая круг­лая скоб­ка мень­ше 0. Вто­рой мно­жи­тель все­гда по­ло­жи­те­лен, по­сколь­ку дис­кри­ми­нант трех­чле­на  t в квад­ра­те минус 5t плюс 8 от­ри­ца­те­лен. По­это­му не­ра­вен­ство рав­но­силь­но  t мень­ше 0, то есть  ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 3 x мень­ше 0, или  0 мень­ше x мень­ше 1.

б)  Ана­ло­гич­но обо­зна­чим  ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 3 x = t и за­пи­шем урав­не­ние в виде  t в кубе минус 5t в квад­ра­те плюс 8t = 4 или  t в кубе минус 5t в квад­ра­те плюс 8t минус 4 = 0. У мно­го­чле­на в левой части есть ко­рень  t = 1, по­это­му он рас­кла­ды­ва­ет­ся на мно­жи­те­ли, один из ко­то­рых равен  t минус 1. Вы­де­лим его:

 левая круг­лая скоб­ка t минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка t в квад­ра­те минус 4t плюс 4 пра­вая круг­лая скоб­ка = 0 рав­но­силь­но левая круг­лая скоб­ка t минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка t минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те = 0 рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний t = 1, t = 2. конец со­во­куп­но­сти .

Тогда  ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 3 x = 1 или  ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 3 x = 2, от­ку­да  x = 3 или  x = 9.

в)  Вы­пол­нив ана­ло­гич­ную за­ме­ну, по­лу­чим, что не­ра­вен­ство  t в кубе минус 5t в квад­ра­те плюс 8t боль­ше a верно при  t при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 3; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка , по­сколь­ку при  x при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 27; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка зна­че­ния t за­пол­ня­ют луч  левая квад­рат­ная скоб­ка 3; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка Раз­де­лим не­ра­вен­ство на  t боль­ше 0, по­лу­чим  t в квад­ра­те минус 5t плюс 8 боль­ше a при  t боль­ше или равно 3. По­сколь­ку функ­ция  t в квад­ра­те минус 5t плюс 8  — квад­рат­ный трех­член, воз­рас­та­ю­щий при  t боль­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , до­ста­точ­но чтобы это не­ра­вен­ство вы­пол­ня­лось при  t = 3. Тогда  9 минус 15 плюс 8 боль­ше a, то есть  a мень­ше 2.

г)  Вы­пол­нив ана­ло­гич­ную за­ме­ну, по­лу­чим урав­не­ние  t в кубе минус 5t в квад­ра­те плюс 8t = at, при­чем каж­до­му его корню со­от­вет­ству­ет ровно один ко­рень ис­ход­но­го урав­не­ния. Ис­сле­ду­ем функ­цию  g левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка = t в кубе минус 5t в квад­ра­те плюс 8t. Возь­мем ее про­из­вод­ную:

 g' левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка = 3t в квад­ра­те минус 10t плюс 8 = левая круг­лая скоб­ка t минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 3t минус 4 пра­вая круг­лая скоб­ка ,

что по­ло­жи­тель­но при  t боль­ше 2 или  t мень­ше дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби и от­ри­ца­тель­но при  t при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ; 2 пра­вая круг­лая скоб­ка . Зна­чит,  g левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка воз­рас­та­ет на  левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность ; дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка и на  левая квад­рат­ная скоб­ка 2; бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка и убы­ва­ет на  левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ; 2 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . Далее,  \lim_x \to минус бес­ко­неч­ность g левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = минус бес­ко­неч­ность и  \lim_x \to плюс бес­ко­неч­ность g левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = плюс бес­ко­неч­ность , тогда  g левая круг­лая скоб­ка 2 пра­вая круг­лая скоб­ка = 8 минус 20 плюс 16 = 4 и

 f левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 64, зна­ме­на­тель: 27 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: 80, зна­ме­на­тель: 9 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 32, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 64 минус 240 плюс 288, зна­ме­на­тель: 27 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 112, зна­ме­на­тель: 27 конец дроби ,

то есть на про­ме­жут­ках  левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность ; дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка ,  левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ; 2 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка ,  левая квад­рат­ная скоб­ка 2; бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка функ­ция при­ни­ма­ет, со­от­вет­ствен­но, все зна­че­ния из про­ме­жут­ков  левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность ; дробь: чис­ли­тель: 112, зна­ме­на­тель: 27 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка ,  левая квад­рат­ная скоб­ка 4; дробь: чис­ли­тель: 112, зна­ме­на­тель: 27 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка и  левая квад­рат­ная скоб­ка 4; бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка .

Те­перь ясно, сколь­ко раз функ­ция при­ни­ма­ет каж­дое кон­крет­ное зна­че­ние a и по­лу­чить ко­ли­че­ство ре­ше­ний урав­не­ния  f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = a: при  a при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка 4; дробь: чис­ли­тель: 112, зна­ме­на­тель: 27 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка три ре­ше­ния, при  a = 4 или  a = дробь: чис­ли­тель: 112, зна­ме­на­тель: 27 конец дроби два ре­ше­ния, при про­чих a одно ре­ше­ние.

 

Ответ: а)  x при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка 0; 1 пра­вая круг­лая скоб­ка ; б)  левая фи­гур­ная скоб­ка 3; 9 пра­вая фи­гур­ная скоб­ка ; в)  при  a мень­ше 2; г)  при  a при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка 4; дробь: чис­ли­тель: 112, зна­ме­на­тель: 27 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка три ре­ше­ния, при  a = 4 или  a = дробь: чис­ли­тель: 112, зна­ме­на­тель: 27 конец дроби два ре­ше­ния, при про­чих a одно ре­ше­ние.


Задание парного варианта: 2004

? Источник: Про­филь­но-эли­тар­ный вы­пуск­ной эк­за­мен по ма­те­ма­ти­ке. Санкт-Пе­тер­бург, 1991 год, ва­ри­ант 2
? Классификатор: Ло­га­риф­ми­че­ские не­ра­вен­ства, Ло­га­риф­ми­че­ские урав­не­ния и си­сте­мы
?
Сложность: 11 из 10