Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
 № 2126
i

Дана си­сте­ма  4 ко­си­нус x минус 3 ко­си­нус y = a,  4 синус x плюс 3 синус y = b.

а)  Ре­ши­те си­сте­му при  a = b = 0.

б)  Ре­ши­те си­сте­му при  a = 3,  b = 4.

в)  Най­ди­те наи­боль­шее зна­че­ние пло­ща­ди че­ты­рех­уголь­ни­ка, длины по­сле­до­ва­тель­ных сто­рон ко­то­ро­го равны 1, 3, 1 и 4.

г)  Изоб­ра­зи­те на плос­ко­сти мно­же­ство всех точек  M левая круг­лая скоб­ка a; b пра­вая круг­лая скоб­ка , таких что дан­ная си­сте­ма имеет ре­ше­ние.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Дей­стви­тель­но, воз­ве­дя в квад­рат обе части каж­до­го из урав­не­ний си­сте­мы  4 ко­си­нус x = 3 ко­си­нус y,  4 синус x = минус 3 синус y, и сло­жив по­лу­чен­ные в ре­зуль­та­те урав­не­ния, по­лу­чим, что  4 = 3.

б)  Сло­жив урав­не­ния, по­лу­чен­ные в ре­зуль­та­те воз­ве­де­ния в квад­рат обоих урав­не­ния дан­ной си­сте­мы, по­лу­чим, что  ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка x плюс y пра­вая круг­лая скоб­ка = 0. Если  x плюс y = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс 2 Пи n, то

 си­сте­ма вы­ра­же­ний 4 ко­си­нус x минус 3 синус x = 3, 4 синус x плюс 3 ко­си­нус x = 4 конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний 25 ко­си­нус x = 24, 25 синус x = 7, конец си­сте­мы .

то есть  x = арк­си­нус дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 25 конец дроби плюс 2 Пи n. Если  x плюс y = дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс 2 Пи n, то

 си­сте­ма вы­ра­же­ний 4 ко­си­нус x плюс 3 синус x = 3, минус 4 синус x плюс 3 ко­си­нус x = 4 конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний 25 ко­си­нус x = 0, 25 синус x = 25, конец си­сте­мы .

то есть  x = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс 2 Пи n.

в)  Пусть α и β  — про­ти­во­по­лож­ные углы че­ты­рех­уголь­ни­ка. Для опре­де­лен­но­сти счи­та­ем, что они яв­ля­ют­ся вер­ши­на­ми двух тре­уголь­ни­ков с бо­ко­вы­ми сто­ро­на­ми 1 и 4, 1 и 3 со­от­вет­ствен­но. При­рав­няв най­ден­ные по фор­му­ле ко­си­ну­сов вы­ра­же­ния для квад­ра­та длины об­ще­го ос­но­ва­ния этих тре­уголь­ни­ков, по­лу­чим, что

 17 минус 8 ко­си­нус альфа = 10 минус 6 ко­си­нус бета рав­но­силь­но 4 ко­си­нус альфа минус 3 ко­си­нус бета = дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Пло­щадь s че­ты­рех­уголь­ни­ка вы­ра­зим по фор­му­ле  s = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби левая круг­лая скоб­ка 4 синус альфа плюс 3 синус бета пра­вая круг­лая скоб­ка , так что  4 синус альфа плюс 3 синус бета = 2s. После пре­об­ра­зо­ва­ний, ана­ло­гич­ных про­де­лан­ным в преды­ду­щем пунк­те, по­лу­чим, что

 25 минус 24 ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка альфа плюс бета пра­вая круг­лая скоб­ка = 4s в квад­ра­те плюс дробь: чис­ли­тель: 49, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби рав­но­силь­но 24 ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка альфа плюс бета пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 51, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби минус 4s в квад­ра­те рав­но­силь­но
 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: 51, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби минус 4s в квад­ра­те боль­ше или равно минус 24 рав­но­силь­но s в квад­ра­те мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 147, зна­ме­на­тель: 16 конец дроби рав­но­силь­но s в квад­ра­те мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 3 умно­жить на 49, зна­ме­на­тель: 16 конец дроби рав­но­силь­но s мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

Оста­лось за­ме­тить, что  дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та   — это ве­ли­чи­на пло­ща­ди рав­но­бед­рен­ной тра­пе­ции с ос­но­ва­ни­я­ми 3 и 4 и бо­ко­вы­ми сто­ро­на­ми, рав­ны­ми 1.

г)  Вве­дем ком­плекс­ные числа  z = 4 левая круг­лая скоб­ка ко­си­нус x плюс i синус x пра­вая круг­лая скоб­ка ,  w = 3 левая круг­лая скоб­ка минус ко­си­нус y плюс i синус y пра­вая круг­лая скоб­ка и  c = a плюс ib. Дан­ное урав­не­ние при­об­ре­та­ет вид  z плюс w = c и по­став­лен­ный во­прос можно пе­ре­фор­му­ли­ро­вать сле­ду­ю­щим об­ра­зом: «При каком усло­вии на c су­ще­ству­ют такие ком­плекс­ные числа z,  |z| = 4, и w,  |w| = 3, что  z плюс w = c?» Ответ сле­ду­ет из гео­мет­ри­че­ско­го пред­став­ле­ния сло­же­ния ком­плекс­ных чисел как сло­же­ния век­то­ров по «пра­ви­лу тре­уголь­ни­ка» и из усло­вий су­ще­ство­ва­ния тре­уголь­ни­ка: такие числа z и w най­дут­ся тогда и толь­ко тогда, когда  |z| минус |w| мень­ше или равно |c| мень­ше или равно |z| плюс |w|.

 

Ответ:

а)  ре­ше­ний нет;

б)  левая круг­лая скоб­ка x; y пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка арк­си­нус дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 25 конец дроби плюс 2 Пи n; дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби минус арк­си­нус дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 25 конец дроби плюс 2 Пи k пра­вая круг­лая скоб­ка ;  левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс 2 Пи n, Пи плюс 2 Пи k пра­вая круг­лая скоб­ка , n, k при­над­ле­жит Z ;

в)  дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та ;

г)  мно­же­ство, за­дан­ное не­ра­вен­ства­ми  1 мень­ше или равно x в квад­ра­те плюс y в квад­ра­те мень­ше или равно 49 (коль­цо).


Задание парного варианта: 2131

? Источник: Про­филь­но-эли­тар­ный вы­пуск­ной эк­за­мен по ма­те­ма­ти­ке. Санкт-Пе­тер­бург, 2000 год, ва­ри­ант 1
? Классификатор: Три­го­но­мет­ри­че­ские не­ра­вен­ства, Три­го­но­мет­ри­че­ские урав­не­ния
?
Сложность: 11 из 10