Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
 № 2115
i

1.  Дана функ­ция f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =2 в сте­пе­ни x минус ax.

а)  Ре­ши­те не­ра­вен­ство f левая круг­лая скоб­ка 3x пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше или равно f левая круг­лая скоб­ка 2x пра­вая круг­лая скоб­ка плюс f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка .

б)  Най­ди­те все a, при ко­то­рых урав­не­ние f левая круг­лая скоб­ка 2x пра­вая круг­лая скоб­ка =f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка плюс f левая круг­лая скоб­ка x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка имеет един­ствен­ное ре­ше­ние.

в)  Пусть a= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . Ре­ши­те урав­не­ние  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка конец ар­гу­мен­та плюс x=0.

г)  Пусть a=1. Най­ди­те с точ­но­стью до 0,\!03 по­ло­жи­тель­ный ко­рень урав­не­ния f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =1024.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  После под­ста­нов­ки по­лу­чим не­ра­вен­ство 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 3x пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше или равно 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2x пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 2 в сте­пе­ни x . По­де­лим на 2 в сте­пе­ни x и введём за­ме­ну t=2 в сте­пе­ни x ,t боль­ше 0, те­перь решим не­ра­вен­ство t в квад­ра­те минус t минус 1\geqslant0. Учи­ты­вая по­ло­жи­тель­ность t, при­хо­дим к от­ве­ту: t боль­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 1 плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . Воз­вра­ща­ясь к ис­ход­ной пе­ре­мен­ной:

2 в сте­пе­ни x боль­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 1 плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби рав­но­силь­но x боль­ше или равно ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 2 дробь: чис­ли­тель: 1 плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

б)  Рас­смат­ри­ва­ет­ся урав­не­ние

2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2x пра­вая круг­лая скоб­ка минус 2ax=2 в сте­пе­ни x минус ax плюс 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка минус a левая круг­лая скоб­ка x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка рав­но­силь­но 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2x пра­вая круг­лая скоб­ка минус 3 умно­жить на 2 в сте­пе­ни x плюс a=0.

Ясно, что это урав­не­ние имеет един­ствен­ное ре­ше­ние тогда и толь­ко тогда, когда урав­не­ние t в квад­ра­те минус 3t плюс a=0, где t=2 в сте­пе­ни x ,t боль­ше 0, имеет всего одно ре­ше­ние, причём оно по­ло­жи­тель­но, или когда у него два ре­ше­ния, причём одно из них по­ло­жи­тель­но, а дру­гое от­ри­ца­тель­но. Дис­кри­ми­нант этого урав­не­ния равен 9 минус 4a. Урав­не­ние имеет един­ствен­ное ре­ше­ние, если a= дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби (это ре­ше­ние, оче­вид­но, по­ло­жи­тель­но). Урав­не­ние имеет корни раз­ных зна­ков при a мень­ше 0, при a=0 один из кор­ней равен нулю, а вто­рой равен 3.

в)  После под­ста­нов­ки по­лу­чим урав­не­ние  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 в сте­пе­ни x минус дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец ар­гу­мен­та плюс x=0. Оно рав­но­силь­но си­сте­ме

 си­сте­ма вы­ра­же­ний 2 в сте­пе­ни x =x в квад­ра­те плюс дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ,x мень­ше или равно 0 конец си­сте­мы .

Если x\leqslant0, то вы­ра­же­ние x в квад­ра­те плюс дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби по­ло­жи­тель­но при x\leqslant минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . За­ме­тим, что на этом луче квад­ра­тич­ная функ­ция убы­ва­ет, а функ­ция y=2 в сте­пе­ни x воз­рас­та­ет, по­это­му урав­не­ние имеет не более од­но­го корня, ка­ко­вым, оче­вид­но, яв­ля­ет­ся x= минус 1.

г)  Рас­смат­ри­ва­ет­ся урав­не­ние 2 в сте­пе­ни x минус x=1024. Изу­чим по­ве­де­ние функ­ции g левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =2 в сте­пе­ни x минус x минус 1024; ясно, что g левая круг­лая скоб­ка 10 пра­вая круг­лая скоб­ка мень­ше 0, а g левая круг­лая скоб­ка 11 пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше 0, зна­чит, на ин­тер­ва­ле  левая круг­лая скоб­ка 10; 11 пра­вая круг­лая скоб­ка эта функ­ция имеет ко­рень. Дру­гих по­ло­жи­тель­ных кор­ней у неё нет. В самом деле, на луче  левая круг­лая скоб­ка 1; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка про­из­вод­ная g' левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =2 в сте­пе­ни x на­ту­раль­ный ло­га­рифм x минус 1 функ­ции g по­ло­жи­тель­на, ибо  на­ту­раль­ный ло­га­рифм 2 боль­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , а по­то­му функ­ция g воз­рас­та­ет на дан­ном луче и не может иметь на нем двух кор­ней; на про­ме­жут­ке же  левая круг­лая скоб­ка 0; 1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка зна­че­ния функ­ции g, оче­вид­но, от­ри­ца­тель­ны. Обо­зна­чим те­перь этот ко­рень t. По тео­ре­ме Лагран­жа вы­во­дим ра­вен­ство:

g левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка минус g левая круг­лая скоб­ка 10 пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка t минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка g' левая круг­лая скоб­ка p пра­вая круг­лая скоб­ка , где p — не­ко­то­рое число из ин­тер­ва­ла  левая круг­лая скоб­ка 10; 11 пра­вая круг­лая скоб­ка .

Так как g левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка =0, а g левая круг­лая скоб­ка 10 пра­вая круг­лая скоб­ка = минус 10, то вы­пол­ня­ет­ся ра­вен­ство t минус 10= дробь: чис­ли­тель: 10, зна­ме­на­тель: g' левая круг­лая скоб­ка p пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби . Но g' левая круг­лая скоб­ка p пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше g' левая круг­лая скоб­ка 10 пра­вая круг­лая скоб­ка , по­это­му

t минус 10 мень­ше дробь: чис­ли­тель: 10, зна­ме­на­тель: g' левая круг­лая скоб­ка 10 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 10, зна­ме­на­тель: 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 10 пра­вая круг­лая скоб­ка на­ту­раль­ный ло­га­рифм 2 минус 1 конец дроби мень­ше дробь: чис­ли­тель: 10, зна­ме­на­тель: 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 10 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на 0,5 минус 1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 10, зна­ме­на­тель: 511 конец дроби мень­ше 0,03.

Имен­но по­это­му число 10 яв­ля­ет­ся при­бли­жен­ным зна­че­ни­ем корня с точ­но­стью до 0,03.

 

Ответ: а)  левая квад­рат­ная скоб­ка ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 2 дробь: чис­ли­тель: 1 плюс ко­рень из 5 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка ; б) a= дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ; a мень­ше или равно 0; в) x= минус 1; г) 10.


Задание парного варианта: 2120

? Источник: Про­филь­но-эли­тар­ный вы­пуск­ной эк­за­мен по ма­те­ма­ти­ке. Санкт-Пе­тер­бург, 1999 год, ва­ри­ант 1
? Классификатор: По­ка­за­тель­ные не­ра­вен­ства, По­ка­за­тель­ные урав­не­ния и их си­сте­мы, Урав­не­ния с па­ра­мет­ром
?
Сложность: 11 из 10