Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
 № 2071
i

Дана функ­ция  f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = синус x плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­си­нус 2x,  x при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 0; дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка .

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

б)  Най­ди­те наи­боль­шую длину про­ме­жут­ка мо­но­тон­но­сти функ­ции f.

в)  Сколь­ко ре­ше­ний (в за­ви­си­мо­сти от a) имеет урав­не­ние  f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = a?

г)  Дано тело, огра­ни­чен­ное плос­ко­стя­ми  x = 0,  x = дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби и по­верх­но­стью, по­лу­ча­е­мой при вра­ще­нии гра­фи­ка функ­ции f во­круг пря­мой  y = m, ле­жа­щей в плос­ко­сти Oxy. При каком m объем этого тела наи­мень­ший?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Един­ствен­ное за­труд­не­ние со­сто­ит в том, чтобы по­нять, какое (какие) из чисел  левая круг­лая скоб­ка минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни k арк­си­нус дробь: чис­ли­тель: 1 минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс Пи k,  k при­над­ле­жит Z , лежат в от­рез­ке  левая квад­рат­ная скоб­ка 0; дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка , что опять-таки проще сде­лать гео­мет­ри­че­ски (см. рис.). За­ме­тим также, что в этой за­да­че не обой­тись без зна­ния опре­де­ле­ния арк­си­ну­са.

б)  Стан­дарт­ная за­да­ча на при­ме­не­ние про­из­вод­ной. Тре­бу­ет­ся найти от­ре­зок наи­боль­шей длины, на ко­то­ром  f' левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка со­хра­ня­ла бы знак:

 f' левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­си­нус x минус синус 2x = ко­си­нус x левая круг­лая скоб­ка 1 минус 2 синус x пра­вая круг­лая скоб­ка ,

и знаки про­из­вод­ной рас­пре­де­ля­ют­ся так, как по­ка­за­но на ри­сун­ке. Так что наи­боль­ший от­ре­зок мо­но­тон­но­сти  — это  левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 5 Пи , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка .

в)  Ответ оче­ви­ден из гра­фи­ка (см. рис.). Для его по­стро­е­ния в до­пол­не­ние к про­ве­ден­но­му в преды­ду­щем пунк­те вы­чис­ле­нию нужно лишь найти зна­че­ния функ­ции f в точ­ках 0,  дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби ,  дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ,  дробь: чис­ли­тель: 5 Пи , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби и  дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . За­ме­тим, что ре­ше­ние этого урав­не­ния при по­мо­щи за­ме­ны  t = синус x тре­бу­ет до­пол­ни­тель­но­го ис­сле­до­ва­ния, по­сколь­ку не­от­ри­ца­тель­ным зна­че­ни­ям t (от­лич­ным от еди­ни­цы) со­от­вет­ству­ют два зна­че­ния x из про­ме­жут­ка  левая квад­рат­ная скоб­ка 0; дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка , а от­ри­ца­тель­ным  — лишь одно.

г)  Чрез­вы­чай­но про­стая за­да­ча, ко­то­рая тем не менее вы­зва­ла за­труд­не­ния не­при­выч­но­стью своей фор­му­ли­ров­ки. Объем тела, по­лу­чен­но­го при вра­ще­нии гра­фи­ка  y = f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка ,  x при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка a; b пра­вая квад­рат­ная скоб­ка , во­круг ука­зан­ной пря­мой, есть

 Пи ин­те­грал \limits_a в сте­пе­ни b левая круг­лая скоб­ка m минус f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те dx = Пи левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка b минус a пра­вая круг­лая скоб­ка m в квад­ра­те минус 2m ин­те­грал \limits_a в сте­пе­ни b f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка dx плюс ин­те­грал \limits_a в сте­пе­ни b f в квад­ра­те левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка dx пра­вая круг­лая скоб­ка .

Это вы­ра­же­ние яв­ля­ет­ся квад­ра­тич­ной функ­ци­ей от m, сле­до­ва­тель­но, оно наи­мень­шее при  m = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: b минус a конец дроби ин­те­грал \limits_a в сте­пе­ни b f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка dx. В дан­ном слу­чае

 m = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 Пи конец дроби ин­те­грал \limits_0 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \tfrac3 Пи пра­вая круг­лая скоб­ка 2 левая круг­лая скоб­ка синус x плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­си­нус 2x пра­вая круг­лая скоб­ка dx = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 Пи конец дроби .

Ответ: а)  левая фи­гур­ная скоб­ка Пи минус арк­си­нус дробь: чис­ли­тель: 1 минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая фи­гур­ная скоб­ка ; б)  дробь: чис­ли­тель: 2 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ; в)  одно ре­ше­ние при  минус дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби мень­ше или равно a мень­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , два  — при  a = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби , три  — при  a = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби и че­ты­ре ре­ше­ния, если  a при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка , при осталь­ных зна­че­ни­ях a урав­не­ние ре­ше­ний не имеет; г)  m = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 Пи конец дроби .


Задание парного варианта: 2010

? Источник: Про­филь­но-эли­тар­ный вы­пуск­ной эк­за­мен по ма­те­ма­ти­ке. Санкт-Пе­тер­бург, 1993 год, ва­ри­ант 1
? Классификатор: Три­го­но­мет­ри­че­ские не­ра­вен­ства, Три­го­но­мет­ри­че­ские урав­не­ния
?
Сложность: 11 из 10