Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
 № 2335
i

Через точку A(−3; 1) про­ве­де­на пря­мая, ко­то­рая яв­ля­ет­ся ка­са­тель­ной к гра­фи­ку функ­ции y= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 8 минус x в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та . Опре­де­ли­те угол на­кло­на этой пря­мой к оси абс­цисс. Сде­лай­те ри­су­нок с изоб­ра­же­ни­ем гра­фи­ка дан­ной функ­ции и дан­ной ка­са­тель­ной.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Урав­не­ние y= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 8 минус x в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та или y в квад­ра­те =8 минус x в квад­ра­те , x в квад­ра­те плюс y в квад­ра­те =8 при усло­вии y ⩾ 0, за­да­ет по­лу­окруж­ность с цен­тром в на­ча­ле ко­ор­ди­нат и ра­ди­у­сом 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та . До­пу­стим, что урав­не­ние ка­са­тель­ной имеет вид y=kx плюс b, тогда 1= минус 3k плюс b (усло­вие про­хож­де­ния через точку (−3; 1)) и рас­сто­я­ние от на­ча­ла ко­ор­ди­нат до пря­мой kx минус y плюс b=0 равно ра­ди­у­су окруж­но­сти, то есть \abs дробь: чис­ли­тель: 0k минус 0 плюс b, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: k в квад­ра­те плюс 1 конец ар­гу­мен­та конец дроби = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 8 конец ар­гу­мен­та . Из пер­во­го урав­не­ния b=1 плюс 3k, тогда из вто­ро­го:

\abs дробь: чис­ли­тель: 1 плюс 3k, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: k в квад­ра­те плюс 1 конец ар­гу­мен­та конец дроби = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 8 конец ар­гу­мен­та рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка 1 плюс 3k пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: k в квад­ра­те плюс 1 конец дроби =8 рав­но­силь­но левая круг­лая скоб­ка 1 плюс 3k пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те =8 левая круг­лая скоб­ка 1 плюс k в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка рав­но­силь­но

 рав­но­силь­но 1 плюс 6k плюс 9k в квад­ра­те =8k в квад­ра­те плюс 8 рав­но­силь­но k в квад­ра­те плюс 6k минус 7=0 рав­но­силь­но левая круг­лая скоб­ка k минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка k плюс 7 пра­вая круг­лая скоб­ка =0 рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний k=1,k= минус 7. конец со­во­куп­но­сти .

От­сю­да b  =  4 или b  =  −20.

Итак, урав­не­ния ка­са­тель­ных к этой окруж­но­сти имеют вид y=x плюс 4 и y= минус 7x минус 20. Од­на­ко вто­рая ка­са­тель­ная ка­са­ет­ся ниж­ней по­ло­ви­ны окруж­но­сти и нам не под­хо­дит. Пер­вая же имеет уг­ло­вой ко­эф­фи­ци­ент 1, по­это­му об­ра­зу­ем с го­ри­зон­таль­ной осью угол  арк­тан­генс 1= дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби .

Ответ:  дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби .

 

II спо­соб.

По­сколь­ку ис­ко­мая ка­са­тель­ная про­хо­дит через точку A(−3; 1), её урав­не­ние имеет вид

y минус 1=k левая круг­лая скоб­ка x плюс 3 пра­вая круг­лая скоб­ка рав­но­силь­но y=kx плюс 3k плюс 1.

Рас­смот­рим си­сте­му

 си­сте­ма вы­ра­же­ний y= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 8 минус x в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та ,y=kx плюс 3k плюс 1 конец си­сте­мы . \qquad левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка

и пе­рейдём от неё к урав­не­нию

8 минус x в квад­ра­те =k в квад­ра­те x в квад­ра­те плюс 9k в квад­ра­те плюс 1 плюс 6k в квад­ра­те x плюс 6k плюс 2x,

ко­то­рое можно за­пи­сать иначе:

x в квад­ра­те левая круг­лая скоб­ка k в квад­ра­те плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 2kx левая круг­лая скоб­ка 3k плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 9k в квад­ра­те плюс 6k минус 7=0.\qquad левая круг­лая скоб­ка 2 пра­вая круг­лая скоб­ка

Пря­мая y=kx плюс 3k плюс 1 будет ка­са­тель­ной к гра­фи­ку дан­ной функ­ции, если урав­не­ние (2) будет иметь один ко­рень, т. е. его дис­кри­ми­нант ока­жет­ся рав­ным нулю:

k в квад­ра­те левая круг­лая скоб­ка 3x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка k в квад­ра­те плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 9k в квад­ра­те плюс 6k минус 7 пра­вая круг­лая скоб­ка =0.

От­сю­да k1  =  1, k2  =  −7. Про­вер­ка по­ка­зы­ва­ет, что при k  =  1 си­сте­ма (1) имеет одно ре­ше­ние, при k  =  −7 не имеет ре­ше­ний.

 

III спо­соб.

Пусть FM  — ка­са­тель­ная к окруж­но­сти y в квад­ра­те плюс x в квад­ра­те =8 (см. рис.). Тогда пря­мая FM пер­пен­ди­ку­ляр­на пря­мой OM. Из тре­уголь­ни­ка OAM имеем:

 синус \angle OAM= дробь: чис­ли­тель: OM, зна­ме­на­тель: OA конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 8 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 9 плюс 1 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 5 конец дроби ,

а  тан­генс \angle OAM=2. Про­ведём пря­мую AP пер­пен­ди­ку­ляр­но FO. Из тре­уголь­ни­ка OAP:

 тан­генс \angle AOP= дробь: чис­ли­тель: AP, зна­ме­на­тель: OP конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

Угол MAO яв­ля­ет­ся внеш­ним углом для тре­уголь­ни­ка OAF, тогда \angle AFO=\angle OAM минус \angle AOF. Зна­чит,

 тан­генс \angle AFO= дробь: чис­ли­тель: 2 минус \tfrac13, зна­ме­на­тель: 1 плюс 2 умно­жить на \tfrac13 конец дроби =1 рав­но­силь­но  тан­генс \angle AFO=45 гра­ду­сов.

IV спо­соб.

Из усло­вия сле­ду­ет, что OM=2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , OP  =  3, AP  =  1. По тео­ре­ме Пи­фа­го­ра из тре­уголь­ни­ков APO и AMO на­хо­дим AM= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та . По­ло­жим AF  =  x, FP  =  y. По­сколь­ку тре­уголь­ни­ки FMO и FPA по­доб­ны, по­лу­чим:

 дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: y плюс 3, зна­ме­на­тель: x конец дроби = дробь: чис­ли­тель: x плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: y конец дроби ,

от­ку­да

 си­сте­ма вы­ра­же­ний 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та x=y плюс 3,2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та y=x плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та . конец си­сте­мы .

Из си­сте­мы урав­не­ний на­хо­дим, что x= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , и за­клю­ча­ем:  синус альфа = дробь: чис­ли­тель: AP, зна­ме­на­тель: AF конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та конец дроби , т. е. α = 45°.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

За за­да­ние (или за каж­дый из че­ты­рех пунк­тов сю­же­та из че­ты­рех за­да­ний)

вы­став­ля­ет­ся одна из сле­ду­ю­щих оце­нок:

+ (3 балла),    ± (2 балла),    ∓ (1 балл),    − (0 бал­лов)

При этом не­об­хо­ди­мо ру­ко­вод­ство­вать­ся сле­ду­ю­щим.

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нийБаллы
Вер­ное и пол­ное вы­пол­не­ние за­да­ния3
Ход ре­ше­ния вер­ный, ре­ше­ние до­ве­де­но до от­ве­та, но до­пу­щен один не­до­чет2
Ход ре­ше­ния вер­ный, ре­ше­ние до­ве­де­но до от­ве­та, но до­пу­ще­но два не­до­че­та или одна гру­бая ошиб­ка1
Осталь­ные слу­чаи0

К не­до­че­там от­но­сят­ся, на­при­мер: опис­ки, не­точ­но­сти в ис­поль­зо­ва­нии ма­те­ма­ти­че­ской сим­во­ли­ки; по­греш­но­сти на ри­сун­ках, не­до­ста­точ­но пол­ные обос­но­ва­ния; не­точ­но­сти в ло­ги­ке рас­суж­де­ний при срав­не­нии чисел, до­ка­за­тель­стве тож­деств или не­ра­венств; вы­чис­ли­тель­ные ошиб­ки, не по­вли­яв­шие прин­ци­пи­аль­но на ход ре­ше­ния и не упро­стив­шие за­да­чу, если за­да­ча не яв­ля­лась вы­чис­ли­тель­ной; за­ме­на стро­го знака не­ра­вен­ства не­стро­гим или на­о­бо­рот; не­вер­ное при­со­еди­не­ние либо ис­клю­че­ние гра­нич­ной точки из про­ме­жут­ка мо­но­тон­но­сти и ана­ло­гич­ные.

Гру­бы­ми ошиб­ка­ми яв­ля­ют­ся, на­при­мер: по­те­ря или при­об­ре­те­ние по­сто­рон­не­го корня; не­вер­ный отбор ре­ше­ния на про­ме­жут­ке при пра­виль­ном ре­ше­нии в общем виде; вы­чис­ли­тель­ная ошиб­ка в за­да­че на вы­чис­ле­ние; не­вер­ное из­ме­не­ние знака не­ра­вен­ства при умно­же­нии на от­ри­ца­тель­ное число, ло­га­риф­ми­ро­ва­нии или по­тен­ци­ро­ва­нии и т. п.


Задание парного варианта: 2340

? Источник: Вы­пуск­ной эк­за­мен по ма­те­ма­ти­ке. Ма­те­ма­ти­че­ские клас­сы, РСФСР, 1988 год, ра­бо­та 1, ва­ри­ант 1
? Классификатор: Ка­са­тель­ная к гра­фи­ку функ­ции, По­стро­е­ние гра­фи­ков функ­ций, гра­фи­ков урав­не­ний
?
Сложность: 8 из 10