Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
 № 2106
i

Дана функ­ция f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = синус ax синус x.

а)  Пусть a=3. Ре­ши­те урав­не­ние \dfracf левая круг­лая скоб­ка 2x пра­вая круг­лая скоб­ка f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = минус 2.

б)  Най­ди­те все a, при ко­то­рых  при­над­ле­жит t\limits_0 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка Пи пра­вая круг­лая скоб­ка f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка dx\geqslant0.

в)  Пусть xa  — наи­мень­ший по­ло­жи­тель­ный ко­рень урав­не­ния f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­си­нус x. Най­ди­те наи­мень­шее зна­че­ние x_a.

г)  Най­ди­те все a, при ко­то­рых f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби при всех x при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: зна­ме­на­тель: p конец дроби i4; дробь: чис­ли­тель: зна­ме­на­тель: p конец дроби i2 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка .

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Про­из­ве­дя со­кра­ще­ние, по­лу­чим урав­не­ние

2 ко­си­нус 3x ко­си­нус x= минус 1 рав­но­силь­но ко­си­нус 2x левая круг­лая скоб­ка 2 ко­си­нус 2x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =0.

Оста­лось учесть, что x не равно дробь: чис­ли­тель: Пи k, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , при k при­над­ле­жит \Bbb Z.

б)  Слу­чаи a=0; \pm1 надо рас­смот­реть от­дель­но; при дру­гих зна­че­ни­ях a после ин­те­гри­ро­ва­ния по­лу­ча­ем не­ра­вен­ство  дробь: чис­ли­тель: синус левая круг­лая скоб­ка a Пи пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: a в квад­ра­те минус 1 конец дроби \leqslant0.

в)  По­сколь­ку f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка мень­ше или равно синус x мень­ше ко­си­нус x при x при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка 0; дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка , то наи­мень­шим кор­нем может быть лишь x= дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ; к при­ме­ру, при a=2.

г)  Пре­жде всего за­ме­тим, что мно­жи­тель  синус ax не дол­жен об­ра­щать­ся в ноль на от­рез­ке  левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка , от­ку­да сле­ду­ет, что |a| дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби мень­ше Пи , таким об­ра­зом, |a| мень­ше 4. Далее, под­ста­вив x= дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби , по­лу­ча­ем, что долж­но иметь место не­ра­вен­ство

 синус дробь: чис­ли­тель: a Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби боль­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: конец дроби ко­рень из 2 рав­но­силь­но 1 плюс 8k мень­ше или равно a\leqslant3 плюс 8k, k при­над­ле­жит \Bbb Z.

Учи­ты­вая огра­ни­че­ние |a| мень­ше 4, по­лу­ча­ем, что a при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 1; 3 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка .

На­ко­нец, ис­сле­до­вав ана­ло­гич­ным об­ра­зом не­ра­вен­ство, по­лу­ча­ю­ще­е­ся при под­ста­нов­ке x= дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , имеем в ре­зуль­та­те, что a при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 1; дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . Оста­лось по­ка­зать, что для лю­бо­го a при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 1; дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка не­ра­вен­ство  синус ax синус x боль­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби верно для всех x при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка .

Фик­си­ру­ем не­ко­то­рое x из дан­но­го от­рез­ка и рас­смот­рим функ­цию h левая круг­лая скоб­ка a пра­вая круг­лая скоб­ка = синус ax синус x, a при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 1; дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . Так как при этом ax при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: 5 Пи , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка , то функ­ция h вы­пук­ла вверх, сле­до­ва­тель­но, ее наи­мень­шее зна­че­ние до­сти­га­ет­ся на одном из кон­цов от­рез­ка  левая квад­рат­ная скоб­ка 1; дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . По­это­му до­ста­точ­но про­ве­рить не­ра­вен­ства  синус в квад­ра­те x боль­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби (ко­то­рое оче­вид­но верно при x при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка ) и не­ра­вен­ство  синус дробь: чис­ли­тель: 5x, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби синус x боль­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . За­ме­на z= ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 2x, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби в по­след­нем не­ра­вен­стве при­во­дит к не­ра­вен­ству 2 левая круг­лая скоб­ка 2z в квад­ра­те минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те мень­ше или равно z, z при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 3 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка .

Не­труд­но ви­деть, что функ­ция y=2 левая круг­лая скоб­ка 2z в квад­ра­те минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те вы­пук­ла, по­это­му это не­ра­вен­ство до­ста­точ­но про­ве­рить в край­них точ­ках от­рез­ка.

 

Ответ: а)  левая фи­гур­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: Пи k, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби : k при­над­ле­жит \Bbb Z пра­вая фи­гур­ная скоб­ка ; б)  левая квад­рат­ная скоб­ка 0; 2 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка \cup левая квад­рат­ная скоб­ка 2n минус 1; 2n пра­вая квад­рат­ная скоб­ка , где n\geqslant2 или n\leqslant минус 1; в)  дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ; г)  левая квад­рат­ная скоб­ка 1; дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка .


Задание парного варианта: 2111

? Источник: Про­филь­но-эли­тар­ный вы­пуск­ной эк­за­мен по ма­те­ма­ти­ке. Санкт-Пе­тер­бург, 1998 год, ва­ри­ант 1
? Классификатор: Три­го­но­мет­ри­че­ские не­ра­вен­ства, Три­го­но­мет­ри­че­ские урав­не­ния , Урав­не­ния с па­ра­мет­ром
?
Сложность: 11 из 10