Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
 № 2091
i

Пусть f_n левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­си­нус nx, n при­над­ле­жит \Bbb N.

а)  Най­ди­те все x при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 1;2 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка , для ко­то­рых f_5 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше или равно f_3 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка .

б)  Ре­ши­те урав­не­ние f_5 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 2f_3 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =0.

в)  Най­ди­те все a, такие что урав­не­ние f_3 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =f_3 левая круг­лая скоб­ка a пра­вая круг­лая скоб­ка имеет ровно два ре­ше­ния на от­рез­ке  левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: зна­ме­на­тель: p конец дроби i2; дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка .

г)  Су­ще­ству­ет ли мно­го­член q, для ко­то­ро­го q левая круг­лая скоб­ка синус x пра­вая круг­лая скоб­ка =f_1995 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка при всех x при­над­ле­жит \Bbb R?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  За­пи­шем не­ра­вен­ство в виде

 ко­си­нус 5x боль­ше или равно ко­си­нус 3x рав­но­силь­но ко­си­нус 5x минус ко­си­нус 3x боль­ше или равно 0 рав­но­силь­но минус 2 синус дробь: чис­ли­тель: 5x минус 3x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби синус дробь: чис­ли­тель: 5x плюс 3x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби боль­ше или равно 0 рав­но­силь­но 2 синус x синус 4x мень­ше или равно 0.

За­ме­тим, что  синус x боль­ше 0 при x при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 1; 2 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка , по­это­му не­ра­вен­ство сво­дит­ся к  синус 4x мень­ше или равно 0. По­сколь­ку 4x при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 4; 8 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка ,  Пи мень­ше 4 мень­ше 2 Пи мень­ше 8 мень­ше 3 Пи и  синус x мень­ше 0 при x при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка Пи ; 2 Пи пра­вая круг­лая скоб­ка ,  синус x боль­ше 0 при x при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка 2 Пи ; 3 Пи пра­вая круг­лая скоб­ка , по­лу­ча­ем ответ

4x при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 2 Пи ; 8 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка рав­но­силь­но x при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; 2 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка .

б)  За­пи­шем урав­не­ние в виде  ко­си­нус 5x плюс 2 ко­си­нус 3x=0 и пре­об­ра­зу­ем его. Пусть  ко­си­нус x=t, тогда  ко­си­нус 3x=4t в кубе минус 3t и

 ко­си­нус 5x= ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка 3x плюс 2x пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­си­нус 3x ко­си­нус 2x минус синус 3x синус 2x=
= левая круг­лая скоб­ка 4t в кубе минус 3t пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 2t в квад­ра­те минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка минус 2 синус 3x синус x ко­си­нус x= левая круг­лая скоб­ка 4t в кубе минус 3t пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 2t в квад­ра­те минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка минус t левая круг­лая скоб­ка ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка 3x минус x пра­вая круг­лая скоб­ка минус ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка 3x плюс x пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка =
= левая круг­лая скоб­ка 4t в кубе минус 3t пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 2t в квад­ра­те минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка минус t левая круг­лая скоб­ка ко­си­нус 2x минус ко­си­нус 4x пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка 4t в кубе минус 3t пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 2t в квад­ра­те минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка минус t левая круг­лая скоб­ка 2t в квад­ра­те минус 1 минус левая круг­лая скоб­ка 2 ко­си­нус в квад­ра­те 2x минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка =
= левая круг­лая скоб­ка 4t в кубе минус 3t пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 2t в квад­ра­те минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка минус t левая круг­лая скоб­ка 2t в квад­ра­те минус 1 минус 2 ко­си­нус в квад­ра­те 2x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка 4t в кубе минус 3t пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 2t в квад­ра­те минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка минус t левая круг­лая скоб­ка 2t в квад­ра­те минус 2 левая круг­лая скоб­ка 2t в квад­ра­те минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка =
= 8t в сте­пе­ни 5 минус 6t в кубе минус 4t в кубе плюс 3t минус t левая круг­лая скоб­ка 2t в квад­ра­те минус 2 левая круг­лая скоб­ка 4t в сте­пе­ни 4 минус 4t в квад­ра­те плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка = 8t в сте­пе­ни 5 минус 10t в кубе плюс 3t минус t левая круг­лая скоб­ка 2t в квад­ра­те минус 8t в сте­пе­ни 4 плюс 8t в квад­ра­те минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка =
= 8t в сте­пе­ни 5 минус 10t в кубе плюс 3t минус t левая круг­лая скоб­ка 10t в квад­ра­те минус 8t в сте­пе­ни 4 минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка = 8t в сте­пе­ни 5 минус 10t в кубе плюс 3t минус 10t в кубе плюс 8t в сте­пе­ни 5 плюс 2t= 16t в сте­пе­ни 5 минус 20t в кубе плюс 5t.

По­лу­ча­ем:

16t в сте­пе­ни 5 минус 20t в кубе плюс 5t плюс 2 левая круг­лая скоб­ка 4t в кубе минус 3t пра­вая круг­лая скоб­ка =0 рав­но­силь­но 16t в сте­пе­ни 5 минус 20t в кубе плюс 5t плюс 8t в кубе минус 6t=0 рав­но­силь­но

 рав­но­силь­но 16t в сте­пе­ни 5 минус 12t в кубе минус t=0 рав­но­силь­но t левая круг­лая скоб­ка 16t в сте­пе­ни 4 минус 12t в квад­ра­те минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =0.

Зна­чит, либо t=0, тогда  ко­си­нус x=0, т. е. x= дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс Пи k, при k при­над­ле­жит Z . Либо 16t в сте­пе­ни 4 минус 12t в квад­ра­те минус 1=0. Обо­зна­чая t в квад­ра­те =a, по­лу­чим 16a в квад­ра­те минус 12a минус 1=0, от­сю­да

a= дробь: чис­ли­тель: 6\pm ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 36 плюс 16 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 16 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 6\pm ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 52 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 16 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 6\pm 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 16 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3\pm ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 8 конец дроби .

По­сколь­ку a в квад­ра­те боль­ше или равно 0, воз­мо­жен толь­ко ва­ри­ант t в квад­ра­те = дробь: чис­ли­тель: 3 плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 8 конец дроби , это число мень­ше 1, как и ко­рень из него, по­это­му урав­не­ние  ко­си­нус x=\pm ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 3 плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 8 конец дроби конец ар­гу­мен­та имеет ре­ше­ния, а имен­но x=\pm арк­ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка \pm ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 3 плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 8 конец дроби конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 2 Пи k, при k при­над­ле­жит Z .

в)  За­ме­тим, что при x при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: зна­ме­на­тель: p конец дроби i2; дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка по­лу­чим 3x при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: 9 Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . При этом на каж­дом из про­ме­жут­ков  левая квад­рат­ная скоб­ка 2 Пи ; 3 Пи пра­вая квад­рат­ная скоб­ка и  левая квад­рат­ная скоб­ка 3 Пи ; 4 Пи пра­вая квад­рат­ная скоб­ка функ­ция  ко­си­нус 3x при­ни­ма­ет все свои зна­че­ния по од­но­му разу (зна­че­ние  синус 3 Пи = минус 1 она при­ни­ма­ет на них в сумме один раз). По­это­му она не долж­на при­ни­мать зна­че­ние  ко­си­нус 3a на про­ме­жут­ках  левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; 2 Пи пра­вая круг­лая скоб­ка и  левая круг­лая скоб­ка 4 Пи ; дробь: чис­ли­тель: 9 Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . На этих про­ме­жут­ках она при­ни­ма­ет все свои не­от­ри­ца­тель­ные зна­че­ния, кроме зна­че­ния 1. По­это­му оста­ют­ся ва­ри­ан­ты  минус 1 мень­ше ко­си­нус 3a мень­ше 0 и  ко­си­нус 3a=1. Двой­ное не­ра­вен­ство сво­дит­ся к

3a при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс 2 Пи k; Пи плюс 2 Пи k пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая круг­лая скоб­ка Пи плюс 2 Пи k; дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс 2 Пи k пра­вая круг­лая скоб­ка рав­но­силь­но

 рав­но­силь­но a при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби Пи k; дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби Пи k пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби Пи k; дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби Пи k пра­вая круг­лая скоб­ка ,

где k при­над­ле­жит Z . Урав­не­ние сво­дит­ся к 3a=2 Пи k, т. е. a= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби Пи k, где k при­над­ле­жит Z . Окон­ча­тель­но a= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби Пи k, при k при­над­ле­жит Z или

a при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби Пи k; дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби Пи k пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби Пи k; дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби Пи k пра­вая круг­лая скоб­ка .

г)  До­пу­стим, что такой мно­го­член су­ще­ству­ет. Возь­мем про­из­вод­ную от этого ра­вен­ства:

q' левая круг­лая скоб­ка синус x пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка синус x пра­вая круг­лая скоб­ка '= левая круг­лая скоб­ка ко­си­нус 1995x пра­вая круг­лая скоб­ка ' рав­но­силь­но q' левая круг­лая скоб­ка синус x пра­вая круг­лая скоб­ка ко­си­нус x= минус синус 1995x левая круг­лая скоб­ка 1995x пра­вая круг­лая скоб­ка ' рав­но­силь­но

 рав­но­силь­но q' левая круг­лая скоб­ка синус x пра­вая круг­лая скоб­ка ко­си­нус x= минус синус 1995x умно­жить на 1995.

Под­ста­вим в это ра­вен­ство x= дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . В левой части по­лу­чим 0, по­сколь­ку  ко­си­нус x=0. В пра­вой части по­лу­чим

 минус синус дробь: чис­ли­тель: 1995 Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 1995 не равно 0,

что яв­ля­ет­ся про­ти­во­ре­чи­ем.

 

Ответ:

а)   левая квад­рат­ная скоб­ка 1; дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка ;

б)    левая фи­гур­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс Пи k; \pm дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби арк­ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13, зна­ме­на­тель: минус конец дроби 1 конец ар­гу­мен­та 4 плюс Пи k : k при­над­ле­жит \Bbb Z пра­вая фи­гур­ная скоб­ка ;

в)  a= дробь: чис­ли­тель: 2 Пи k, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби и  a при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 2 Пи k, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 2 Пи k, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 2 Пи k, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 2 Пи k, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка , при k при­над­ле­жит \Bbb Z;

г)  нет, не су­ще­ству­ет.


Задание парного варианта: 2086

? Источник: Про­филь­но-эли­тар­ный вы­пуск­ной эк­за­мен по ма­те­ма­ти­ке. Санкт-Пе­тер­бург, 1996 год, ва­ри­ант 2
? Классификатор: Три­го­но­мет­ри­че­ские не­ра­вен­ства, Три­го­но­мет­ри­че­ские урав­не­ния
?
Сложность: 11 из 10