Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
 № 2125
i

Дана функ­ция  f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 2 левая круг­лая скоб­ка 2 в сте­пе­ни x плюс a пра­вая круг­лая скоб­ка .

а)  При каком a пря­мая  y = дробь: чис­ли­тель: x плюс 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ка­са­ет­ся гра­фи­ка функ­ции f?

б)  До­ка­жи­те, что  f левая круг­лая скоб­ка 0 пра­вая круг­лая скоб­ка мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: a, зна­ме­на­тель: на­ту­раль­ный ло­га­рифм 2 конец дроби .

в)  Пусть  a = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . Сколь­ко ре­ше­ний (в за­ви­си­мо­сти от b) имеет урав­не­ние  f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс b?

г)  Пусть  a боль­ше 0 и  t боль­ше 0. До­ка­жи­те, что  \abs ин­те­грал \limits_0 в сте­пе­ни t f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка dx минус дробь: чис­ли­тель: t в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби мень­ше 4a.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Если пря­мая  y = дробь: чис­ли­тель: x плюс 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ка­са­ет­ся гра­фи­ка дан­ной функ­ции в точке с абс­цис­сой t, то  f' левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби и  2f левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка = t плюс 1, от­ку­да  дробь: чис­ли­тель: 2 в сте­пе­ни t , зна­ме­на­тель: 2 в сте­пе­ни t плюс a конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби и  2 ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 2 левая круг­лая скоб­ка 2 в сте­пе­ни t плюс a пра­вая круг­лая скоб­ка = t плюс 1. Из пер­во­го урав­не­ния сле­ду­ет, что  a = 2 в сте­пе­ни t , зна­чит,  2 левая круг­лая скоб­ка t плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка = t плюс 1, от­ку­да  t = минус 1.

б)  Не­ра­вен­ство  ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 2 левая круг­лая скоб­ка 1 плюс a пра­вая круг­лая скоб­ка мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: a, зна­ме­на­тель: на­ту­раль­ный ло­га­рифм 2 конец дроби рав­но­силь­но из­вест­но­му не­ра­вен­ству  на­ту­раль­ный ло­га­рифм левая круг­лая скоб­ка 1 плюс a пра­вая круг­лая скоб­ка мень­ше или равно a, для до­ка­за­тель­ства ко­то­ро­го вве­дем вспо­мо­га­тель­ную функ­цию  \varphi левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка = t минус \ln левая круг­лая скоб­ка 1 плюс t пра­вая круг­лая скоб­ка . Так как

 \varphi' левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка = 1 минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 1 плюс t конец дроби = дробь: чис­ли­тель: t, зна­ме­на­тель: 1 плюс t конец дроби ,

то  t = 0  — точка ми­ни­му­ма. Зна­чит,  \varphi левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше или равно \varphi левая круг­лая скоб­ка 0 пра­вая круг­лая скоб­ка = 0.

в)  Сде­лав в дан­ном урав­не­нии за­ме­ну  t = 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \tfracx пра­вая круг­лая скоб­ка 2 и пе­рей­дя к со­от­вет­ству­ю­ще­му по­ка­за­тель­но­му урав­не­нию, в ко­то­ром для крат­ко­сти за­пи­си по­ло­жим  c = 2 в сте­пе­ни b , по­лу­чим урав­не­ние  t в квад­ра­те плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = ct, у ко­то­ро­го нам надо ис­сле­до­вать число его по­ло­жи­тель­ных ре­ше­ний. Дис­кри­ми­нант  c в квад­ра­те минус 2 по­лу­чен­но­го урав­не­ния по­ло­жи­те­лен при  c боль­ше 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \tfrac12 пра­вая круг­лая скоб­ка .

г)  Имеем:

 \abs ин­те­грал \limits_0 в сте­пе­ни t f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка dx минус дробь: чис­ли­тель: t в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = \abs ин­те­грал \limits_0 в сте­пе­ни t левая круг­лая скоб­ка f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка минус x пра­вая круг­лая скоб­ка dx =
= ин­те­грал \limits_0 в сте­пе­ни t ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 2 левая круг­лая скоб­ка 1 плюс a 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус x пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка dx мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: на­ту­раль­ный ло­га­рифм 2 конец дроби ин­те­грал \limits_0 в сте­пе­ни t a 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус x пра­вая круг­лая скоб­ка dx = дробь: чис­ли­тель: a, зна­ме­на­тель: \ln в квад­ра­те 2 конец дроби левая круг­лая скоб­ка 1 минус 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус t пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка мень­ше дробь: чис­ли­тель: a, зна­ме­на­тель: \ln в квад­ра­те 2 конец дроби мень­ше 4a,

так как  \ln4 боль­ше 1.

 

Ответ: а)  a = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; в) одно ре­ше­ние при  b = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , два  — при  b боль­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , не имеет ре­ше­ний при  b мень­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .


Задание парного варианта: 2130

? Источник: Про­филь­но-эли­тар­ный вы­пуск­ной эк­за­мен по ма­те­ма­ти­ке. Санкт-Пе­тер­бург, 2000 год, ва­ри­ант 1
? Классификатор: Ло­га­риф­ми­че­ские не­ра­вен­ства, Ло­га­риф­ми­че­ские урав­не­ния и си­сте­мы, Урав­не­ния с па­ра­мет­ром
?
Сложность: 11 из 10