Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
 № 2027
i

Дана функ­ция  f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­си­нус x ко­си­нус 3x.

а)  Ре­ши­те урав­не­ние  f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

б)  Най­ди­те наи­мень­шее по­ло­жи­тель­ное ре­ше­ние си­сте­мы  си­сте­ма вы­ра­же­ний f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = 0, синус 5x = 1. конец си­сте­мы .

в)  Най­ди­те об­ласть зна­че­ний функ­ции f.

г)  Пусть g левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка   — наи­боль­шее зна­че­ние f на от­рез­ке  левая квад­рат­ная скоб­ка t; t плюс дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . Най­ди­те наи­мень­шее зна­че­ние функ­ции g на мно­же­стве ве­ще­ствен­ных чисел.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пре­об­ра­зу­ем урав­не­ние:

 2 ко­си­нус x ко­си­нус 3x = минус 1 рав­но­силь­но ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка 3x плюс x пра­вая круг­лая скоб­ка плюс ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка 3x минус x пра­вая круг­лая скоб­ка = минус 1 рав­но­силь­но ко­си­нус 4x плюс ко­си­нус 2x = минус 1 рав­но­силь­но
 рав­но­силь­но 2 ко­си­нус в квад­ра­те 2x минус 1 плюс ко­си­нус 2x = минус 1 рав­но­силь­но 2 ко­си­нус в квад­ра­те 2x плюс ко­си­нус 2x = 0 рав­но­силь­но левая круг­лая скоб­ка 2 ко­си­нус 2x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка ко­си­нус 2x = 0 рав­но­силь­но
 рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний ко­си­нус 2x = 0, 2 ко­си­нус 2x = минус 1 конец со­во­куп­но­сти . рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний 2x = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс Пи k, ко­си­нус 2x = минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец со­во­куп­но­сти . рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний x = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби Пи k, 2x = минус дробь: чис­ли­тель: 2 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс 2 Пи k, 2x = дробь: чис­ли­тель: 2 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс 2 Пи k конец со­во­куп­но­сти . рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний x = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби Пи k, x = минус дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс Пи k, x = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс Пи k, конец со­во­куп­но­сти . k при­над­ле­жит Z .

б)  Вто­рое урав­не­ние дает

 5x = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс 2 Пи k рав­но­силь­но x = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 10 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби Пи k, k при­над­ле­жит Z .

Пер­вые по­ло­жи­тель­ные корни будут  x = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 10 конец дроби ,  x = дробь: чис­ли­тель: 5 Пи , зна­ме­на­тель: 10 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ,  x = дробь: чис­ли­тель: 9 Пи , зна­ме­на­тель: 10 конец дроби , \ldots Оче­вид­но,  x = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 10 конец дроби не яв­ля­ет­ся кор­нем урав­не­ния  ко­си­нус x ко­си­нус 3x = 0, а  x = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби яв­ля­ет­ся его кор­нем.

в)  За­пи­шем функ­цию в виде  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби левая круг­лая скоб­ка 2 ко­си­нус в квад­ра­те 2x минус 1 плюс ко­си­нус 2x пра­вая круг­лая скоб­ка и обо­зна­чим  ко­си­нус 2x = t. Тогда  t при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка минус 1; 1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка и нам нужно найти мно­же­ство зна­че­ний функ­ции  t в квад­ра­те плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби t минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби на этом про­ме­жут­ке. Оче­вид­но наи­мень­шее зна­че­ние этот квад­рат­ный трех­член при­ни­ма­ет при

 t = дробь: чис­ли­тель: минус \dfrac12, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ,

а наи­боль­шее  — на одном из кон­цов от­рез­ка. При  t = 1 по­лу­чим  1 в квад­ра­те плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = 1. При  t = минус 1 по­лу­чим  левая круг­лая скоб­ка минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на левая круг­лая скоб­ка минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = 0. При  t = минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби по­лу­чим

 левая круг­лая скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби левая круг­лая скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 16 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = минус дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 16 конец дроби .

г)  До­ка­жем, что ответ 0. Пре­жде всего за­ме­тим, что при  ко­си­нус 3x = 0, то есть  3x = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс Пи k, при  k при­над­ле­жит Z , то есть  x = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби Пи k,  k при­над­ле­жит Z . Зна­че­ние функ­ции равно нулю, то есть зна­че­ния, рав­ные нулю, по­вто­ря­ют­ся через каж­дый про­ме­жу­ток дли­ной  дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , по­это­му по­па­дут­ся на каж­дом про­ме­жут­ке длины  дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

С дру­гой сто­ро­ны, на от­рез­ке  левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: 2 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка эта функ­ция не при­ни­ма­ет по­ло­жи­тель­ных зна­че­ний. В самом деле, при  x при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка по­лу­чим  ко­си­нус x боль­ше 0 и  3x при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка , по­это­му  ко­си­нус 3x мень­ше 0. При  x = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби и  x = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , имеем  f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = 0. На­ко­нец, при  x при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: 2 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка по­лу­чим  ко­си­нус x мень­ше 0 и  3x при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; 2 Пи пра­вая круг­лая скоб­ка , по­это­му  ко­си­нус 3x боль­ше 0.

 

Ответ: а)  левая фи­гур­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби Пи k; минус дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс Пи k; дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс Пи k : k при­над­ле­жит Z пра­вая фи­гур­ная скоб­ка ; б)  дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; в)  левая квад­рат­ная скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 16 конец дроби ; 1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка ; г)  0.


Задание парного варианта: 2005

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