Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
 № 2092
i

3А. Дана функ­ция f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x в квад­ра­те плюс x плюс 7 конец ар­гу­мен­та минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x в квад­ра­те минус x плюс 1 конец ар­гу­мен­та .

а)  Ре­ши­те не­ра­вен­ство f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка \leqslant1.

б)  Най­ди­те мно­же­ство зна­че­ний функ­ции f.

в)  До­ка­жи­те не­ра­вен­ство

 при­над­ле­жит t_0 в сте­пе­ни 1 \dfrac2f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка dx плюс при­над­ле­жит t_0 в сте­пе­ни 1 f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка dx\leqslant3.

г)  Най­ди­те все k при­над­ле­жит \Bbb Z, такие что f левая круг­лая скоб­ка k пра­вая круг­лая скоб­ка при­над­ле­жит \Bbb Q.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Вы­во­дим не­ра­вен­ство:

 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x в квад­ра­те плюс x плюс 7 конец ар­гу­мен­та мень­ше или равно 1 плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x в квад­ра­те минус x плюс 1 конец ар­гу­мен­та рав­но­силь­но x в квад­ра­те плюс x плюс 7 мень­ше или равно 1 плюс 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x в квад­ра­те минус x плюс 1 конец ар­гу­мен­та плюс x в квад­ра­те минус x плюс 1 рав­но­силь­но

 рав­но­силь­но 2x плюс 5 мень­ше или равно 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x в квад­ра­те минус x плюс 1 конец ар­гу­мен­та .

Оче­вид­но, все x мень­ше минус дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби под­хо­дят, а при x боль­ше или равно минус дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби по­лу­ча­ем:

4x в квад­ра­те плюс 20x плюс 25 мень­ше или равно 4x в квад­ра­те минус 4x плюс 4 рав­но­силь­но 24x мень­ше или равно минус 21 рав­но­силь­но x мень­ше или равно минус дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби .

б)  Ис­сле­ду­ем функ­цию f на мо­но­тон­ность, най­дем про­из­вод­ную:

f' левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка 2x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x в квад­ра­те минус x плюс 1 конец ар­гу­мен­та минус левая круг­лая скоб­ка 2x минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x в квад­ра­те плюс x плюс 7 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x в квад­ра­те минус x плюс 1 конец ар­гу­мен­та умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x в квад­ра­те плюс x плюс 7 конец ар­гу­мен­та конец дроби .

Решим не­ра­вен­ство f' левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше или равно 0. Для этого за­ме­тим, что на от­рез­ке  левая квад­рат­ная скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка оно оче­вид­но вы­пол­не­но, на луче  левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность ; минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка эк­ви­ва­лент­но не­ра­вен­ству

 левая круг­лая скоб­ка 4x в квад­ра­те плюс 4x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те минус x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка \leqslant левая круг­лая скоб­ка 4x в квад­ра­те минус 4x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те плюс x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка .

С дру­гой сто­ро­ны, на луче  левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка эк­ви­ва­лент­но не­ра­вен­ству

 левая круг­лая скоб­ка 4x в квад­ра­те плюс 4x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те минус x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка \geqslant левая круг­лая скоб­ка 4x в квад­ра­те минус 4x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те плюс x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка .

Решая эти не­ра­вен­ства, по­лу­ча­ем, что f' левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше или равно 0 на луче  левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность ; 1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка То есть функ­ция f воз­рас­та­ет на луче  левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность ; 1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . и убы­ва­ет на луче  левая квад­рат­ная скоб­ка 1; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка . Также f левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =2. За­ме­тим те­перь, что:

\lim_xarrow \pm бес­ко­неч­ность f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =\lim_xarrow\pm бес­ко­неч­ность дробь: чис­ли­тель: 2x плюс 6, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x в квад­ра­те плюс x плюс 7 конец ар­гу­мен­та плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x в квад­ра­те минус x плюс 1 конец ар­гу­мен­та конец дроби =\pm 1.

В итоге по­лу­ча­ем ответ.

в)  Тре­бу­ет­ся до­ка­зать, что

 при­над­ле­жит t\limits_0 в сте­пе­ни 1 дробь: чис­ли­тель: f в квад­ра­те левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка минус 3f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 2, зна­ме­на­тель: f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби dx мень­ше или равно 0.

Но из до­ка­зан­но­го в пунк­те «б» ясно, что при x при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 0; 1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка

f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та минус 1; 2 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка рав­но­силь­но f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 1; 2 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка ,

но тем самым  дробь: чис­ли­тель: f в квад­ра­те левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка минус 3f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 2, зна­ме­на­тель: f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби мень­ше или равно 0 на от­рез­ке  левая квад­рат­ная скоб­ка 0; 1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . Но от­сю­да оче­вид­но тре­бу­е­мое.

г)  Пусть f левая круг­лая скоб­ка k пра­вая круг­лая скоб­ка при­над­ле­жит Q , то есть  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: k в квад­ра­те плюс k плюс 7 конец ар­гу­мен­та минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: k в квад­ра­те минус k плюс 1 конец ар­гу­мен­та при­над­ле­жит Q , т. е.

 дробь: чис­ли­тель: 2x плюс 6, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: k в квад­ра­те плюс k плюс 7 конец ар­гу­мен­та плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: k в квад­ра­те минус k плюс 1 конец ар­гу­мен­та конец дроби при­над­ле­жит Q .

За­ме­тим, что k= минус 3 оче­вид­но под­хо­дит. При осталь­ных k по­лу­ча­ем, что  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: k в квад­ра­те плюс k плюс 7 конец ар­гу­мен­та плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: k в квад­ра­те минус k плюс 1 конец ар­гу­мен­та при­над­ле­жит Q . Но тем самым  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: k в квад­ра­те плюс k плюс 7 конец ар­гу­мен­та при­над­ле­жит Q и  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: k в квад­ра­те минус k плюс 1 конец ар­гу­мен­та при­над­ле­жит Q . Но ко­рень из це­ло­го числа  — число либо целое, либо ир­ра­ци­о­наль­ное, по­это­му, так как f левая круг­лая скоб­ка k пра­вая круг­лая скоб­ка при­над­ле­жит Q , по­лу­ча­ем, что f левая круг­лая скоб­ка k пра­вая круг­лая скоб­ка при­над­ле­жит Z . Но E левая круг­лая скоб­ка f пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка минус 1; 2 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . Оста­ет­ся найти целые ре­ше­ния урав­не­ний f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =0, f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =1, f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =2.

 

Ответ: а)  левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность ; минус дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка ; б)  левая круг­лая скоб­ка минус 1; 2 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка ; г) −3; 1.

 

----------

Дуб­ли­ру­ет за­да­ние 2087.


-------------
Дублирует задание № 2087.
Спрятать критерии
Критерии проверки:

? Источники:
? Классификатор: Ир­ра­ци­о­наль­ные не­ра­вен­ства, Ир­ра­ци­о­наль­ные урав­не­ния и их си­сте­мы
?
Сложность: 11 из 10
Источник: сайт Решу урок  —  выпускные экзамены по математике, задание № 2087.