Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
 № 2612
i

Сколь­ко раз­лич­ных кор­ней имеет урав­не­ние  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: минус x конец ар­гу­мен­та в квад­ра­те минус 21 Пи x умно­жить на левая круг­лая скоб­ка синус 3x ко­си­нус 6x минус синус x ко­си­нус 8x пра­вая круг­лая скоб­ка =0?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Ис­ход­ной урав­не­ние рав­но­силь­но сле­ду­ю­щей со­во­куп­но­сти:

 со­во­куп­ность вы­ра­же­ний минус x в квад­ра­те минус 21 Пи x = 0, \phantom0000000000\qquad левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка си­сте­ма вы­ра­же­ний минус x в квад­ра­те минус 21 Пи x боль­ше 0, \qquad левая круг­лая скоб­ка 2 пра­вая круг­лая скоб­ка синус 3x ко­си­нус 6x минус синус x ко­си­нус 8x = 0. \qquad левая круг­лая скоб­ка 3 пра­вая круг­лая скоб­ка конец си­сте­мы . конец со­во­куп­но­сти .

От­ме­тим, что не будет оши­боч­ным знак "⩾" в не­ра­вен­стве (2), од­на­ко при этом могут воз­ник­нуть не­ко­то­рые труд­но­сти с по­вто­ря­ю­щи­ми­ся кор­ня­ми.

Урав­не­ние (1) имеет два корня. Ре­ше­ние не­ра­вен­ства (2):

 минус 21 Пи мень­ше x мень­ше 0. \qquad левая круг­лая скоб­ка 4 пра­вая круг­лая скоб­ка

Рас­смот­рим урав­не­ние (3):

 дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби левая круг­лая скоб­ка синус 9x минус синус 3x пра­вая круг­лая скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби левая круг­лая скоб­ка синус 9x минус синус 7x пра­вая круг­лая скоб­ка = 0 рав­но­силь­но синус 7x минус синус 3x = 0 рав­но­силь­но

 рав­но­силь­но ко­си­нус 5x умно­жить на синус 2x = 0 рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний ко­си­нус 5x = 0, \qquad левая круг­лая скоб­ка 5 пра­вая круг­лая скоб­ка синус 2x = 0. \qquad левая круг­лая скоб­ка 6 пра­вая круг­лая скоб­ка конец со­во­куп­но­сти .

Най­дем мно­же­ство ре­ше­ний урав­не­ния (6): 2x = Пи k, x = дробь: чис­ли­тель: Пи k, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , k при­над­ле­жит Z .

Если k  — не­чет­ное, k = 2n плюс 1, n при­над­ле­жит Z , то

 ко­си­нус 5x = ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка 5 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: Пи k, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка 5 Пи n плюс дробь: чис­ли­тель: 5 Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка ,

т. е. со­от­вет­ству­ю­щие ре­ше­ния урав­не­ния (6) яв­ля­ют­ся также ре­ше­ни­я­ми урав­не­ния (5).

Если же k четно, k = 2n, n при­над­ле­жит Z , то  ко­си­нус 5x = ко­си­нус 5 Пи n не равно 0. Таким об­ра­зом, все раз­лич­ные ре­ше­ния со­во­куп­но­сти (5), (6),  — это числа x = Пи n, n при­над­ле­жит Z (7), а также ре­ше­ния урав­не­ния (5):

5x = дробь: чис­ли­тель: зна­ме­на­тель: p конец дроби i 2 плюс Пи m рав­но­силь­но x = дробь: чис­ли­тель: зна­ме­на­тель: p конец дроби i 10 плюс дробь: чис­ли­тель: Пи m, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби , m при­над­ле­жит Z . \qquad левая круг­лая скоб­ка 8 пра­вая круг­лая скоб­ка

Вы­яс­ним, сколь­ко ре­ше­ний вида (7) со­дер­жит­ся в ин­тер­ва­ле (4):

 минус 21 Пи мень­ше Пи n мень­ше 0 рав­но­силь­но минус 21 мень­ше n мень­ше 0 рав­но­силь­но минус 20 мень­ше или равно n мень­ше или равно минус 1, n при­над­ле­жит Z ,

т. е. два­дцать ре­ше­ний. Ана­ло­гич­но для ре­ше­ний (8):

 минус 21 Пи мень­ше дробь: чис­ли­тель: зна­ме­на­тель: p конец дроби i 10 плюс дробь: чис­ли­тель: Пи m, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби мень­ше 0 рав­но­силь­но минус 210 мень­ше 1 плюс 2m мень­ше 0, минус 211 мень­ше 2m мень­ше минус 1 рав­но­силь­но

 рав­но­силь­но минус целая часть: 105, дроб­ная часть: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 мень­ше m мень­ше минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби рав­но­силь­но минус 105 мень­ше или равно m мень­ше или равно минус 1, m при­над­ле­жит Z ,

т. е. 105 раз­лич­ных ре­ше­ний. Таким об­ра­зом, общее ко­ли­че­ство ре­ше­ний ис­ход­но­го урав­не­ния 2 + 20 + 105  =  127.

 

Ответ: 127.

 

За­ме­ча­ние. Более ра­ци­о­наль­ный метод на­хож­де­ния не­пе­ре­се­ка­ю­щих­ся серий ре­ше­ний урав­не­ния  ко­си­нус 5x синус 2x = 0 сво­дит­ся к сле­ду­ю­ще­му. За­пи­шем вто­рой мно­жи­тель иначе:

 ко­си­нус 5x синус x ко­си­нус x = 0 рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний синус x = 0, \qquad левая круг­лая скоб­ка 9 пра­вая круг­лая скоб­ка ко­си­нус x = 0, \qqoad левая круг­лая скоб­ка 10 пра­вая круг­лая скоб­ка ко­си­нус 5x = 0. \qquad левая круг­лая скоб­ка 11 пра­вая круг­лая скоб­ка конец со­во­куп­но­сти .

Для ре­ше­ний урав­не­ния (9) x Пи k,  ко­си­нус 5x не равно 0, т. е. мно­же­ства ре­ше­ний (9) и (11) не пе­ре­се­ка­ют­ся. Для ре­ше­ний урав­не­ния (10) x = дробь: чис­ли­тель: зна­ме­на­тель: p конец дроби i 2 плюс Пи n,  ко­си­нус 5x = 0, т. е. корни урав­не­ния (10) со­дер­жат­ся среди кор­ней урав­не­ния (11). Таким об­ра­зом, со­во­куп­ность (9) − (11) рав­но­силь­на со­во­куп­но­сти двух урав­не­ний (9), (11), при­чем мно­же­ства их ре­ше­ний не пе­ре­се­ка­ют­ся.

 

За­ме­ча­ние. В боль­шин­стве слу­ча­ев уча­щи­е­ся могли ре­шать ис­ход­ное урав­не­ние, не­по­сред­ствен­но на­хо­дя корни урав­не­ний (5), (6) от­се­кая затем каким-либо ме­то­дом (ана­ли­ти­че­ски или гра­фи­че­ски) по­вто­ря­ю­щи­е­ся ре­ше­ния. Такой спо­соб яв­ля­ет­ся более гро­мозд­ким и по­это­му чре­ват ошиб­ка­ми.

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: 2618

? Источник: Вы­пуск­ной эк­за­мен по ма­те­ма­ти­ке. Ма­те­ма­ти­че­ские клас­сы, РФ, 1994 год, ра­бо­та 2, ва­ри­ант 1
? Классификатор: Ир­ра­ци­о­наль­ные урав­не­ния и их си­сте­мы, Три­го­но­мет­ри­че­ские урав­не­ния , Урав­не­ния и не­ра­вен­ства сме­шан­но­го типа
?
Сложность: 9 из 10