2. Дана функция
а) Пусть a = 1. Решите уравнение f(x) = f(2x).
б) Пусть a > 2. График функции f похож на синусоиду, в частности, эта функция монотонна на тех же участках, что и синус. Докажите, что, однако, график y = f(x) не имеет центра симметрии.
в) Найдите (в зависимости от a) наибольшее значение суммы
г) Пусть a = −1. Рассмотрим множество ограниченной осью абсцисс и дугой графика y = f(x),
Найдите вероятность того, что случайно выбранная в
точка является серединой хорды, концы которой лежат на рассматриваемой дуге графика данной функции.
а) Из корней x = πk, уравнения
отброшены те, которые не удовлетворяют неравенству
б) Центр симметрии графика функции, если он существует, должен лежать на самом этом графике; пусть это точка (c; f(c)). Тогда для всякого верно равенство
т. е.
Подставив x = π, получим, что что имеет место при
С другой стороны, подставив
получаем равенство
которое при не имеет места.
в) Прежде всего заметим, что область определения функции не пуста только
г) По определению геометрической вероятности, надо найти отношение площади множества состоящего из середин хорд данной дуги графика, к площади множества
Из дальнейших вычислений будет следовать, что множество
ограничено данной дугой и двумя гомотетичными ей с коэффициентом
дугами
(см. рис., на котором заштриховано множество
).
Площадь каждой из незаштрихованных на этом рисунке «сегментов» в 4 раза меньше площади множества откуда и следует, что
Итак, пусть Из соображений симметрии мы вправе считать, что
Имеем:
где
Воспользовавшись неравенствами
получим, что
Так как косинус убывает на отрезке то тем самым
Преобразуем левую часть:
Поэтому То, что указанные границы достигаются, очевидно из геометрических соображений.
Ответ: а)
Задание парного варианта: 1741

