Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
 № 2671
i

Ре­ши­те не­ра­вен­ство  левая круг­лая скоб­ка \ctg дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби синус x пра­вая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 4x минус x конец ар­гу­мен­та в квад­ра­те плюс 5 боль­ше или равно 0.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Левая часть не­ра­вен­ства опре­де­ле­на при сов­мест­ном вы­пол­не­нии двух усло­вий:

 си­сте­ма вы­ра­же­ний 4x минус x в квад­ра­те плюс 5 боль­ше или равно 0, дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби не равно k Пи , конец си­сте­мы . k при­над­ле­жит Z ,

то есть при  минус 1 мень­ше или равно x мень­ше или равно 5 и x не равно 2 Пи k, k при­над­ле­жит Z . По­сколь­ку длина от­рез­ка  левая квад­рат­ная скоб­ка минус 1;5 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка равна 6 и мень­ше 2π, из этого от­рез­ка ис­клю­ча­ет­ся не более одной точки вида 2 Пи k, k при­над­ле­жит Z , то есть точка x=0. Таким об­ра­зом, ис­ход­ное не­ра­вен­ство не­об­хо­ди­мо ре­шить толь­ко для x при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка минус 1;0 пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая круг­лая скоб­ка 0;5 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . Рас­смот­рим два слу­чая.

В пер­вом слу­чае для лю­бо­го из двух зна­че­ний x= минус 1 и x=5 ис­ход­ное не­ра­вен­ство вы­пол­ня­ет­ся, по­то­му что ве­ли­чи­на под зна­ком корня равна нулю.

Во вто­ром слу­чае x при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка минус 1;0 пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая круг­лая скоб­ка 0;5 пра­вая круг­лая скоб­ка . В этом слу­чае  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 4x минус x в квад­ра­те плюс 5 конец ар­гу­мен­та боль­ше 0, и ис­ход­ное не­ра­вен­ство рав­но­силь­но сле­ду­ю­ще­му:

\ctg дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби синус x боль­ше или равно 0. \qquad левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка

Вос­поль­зу­ем­ся фор­му­лой

 синус x= дробь: чис­ли­тель: 2\ctg дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , зна­ме­на­тель: 1 плюс \ctg в квад­ра­те дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец дроби

и пусть \ctg = t. Тогда не­ра­вен­ство (1) при­мет вид

t минус дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: t, зна­ме­на­тель: 1 плюс t в квад­ра­те конец дроби боль­ше или равно 0.

По­сколь­ку 1 плюс t в квад­ра­те боль­ше 0, по­лу­ча­ем

3t в кубе плюс 3t минус 4t боль­ше или равно 0 рав­но­силь­но t левая круг­лая скоб­ка 3t в квад­ра­те минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше или равно 0.

Решая по­след­нее не­ра­вен­ство ме­то­дом ин­тер­ва­лов, по­лу­чим

 со­во­куп­ность вы­ра­же­ний минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби мень­ше или равно t мень­ше или равно 0,t боль­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби , конец со­во­куп­но­сти .

Вер­нем­ся к ис­ход­ной пе­ре­мен­ной, имеем

 со­во­куп­ность вы­ра­же­ний минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби мень­ше или равно \ctg дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби мень­ше или равно 0,\ctg дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби боль­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби . конец со­во­куп­но­сти .

По­сколь­ку в усло­ви­ях рас­смат­ри­ва­е­мо­го слу­чая  дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ;0 пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая круг­лая скоб­ка 0; дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка и  дробь: чис­ли­тель: 2 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби мень­ше дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби (так как  Пи мень­ше дробь: чис­ли­тель: 15, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ), то из по­лу­чен­ной со­во­куп­но­сти по­лу­ча­ем (см. рис.)

 со­во­куп­ность вы­ра­же­ний 0 мень­ше дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 2 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби конец со­во­куп­но­сти . рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний 0 мень­ше x мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 2 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , Пи мень­ше или равно x мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 4 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби . конец со­во­куп­но­сти .

 

Ответ:  левая круг­лая скоб­ка 0; дробь: чис­ли­тель: 2 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка \cup левая квад­рат­ная скоб­ка Пи ; дробь: чис­ли­тель: 4 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка \cup левая фи­гур­ная скоб­ка минус 1;5 пра­вая фи­гур­ная скоб­ка .

 

При­ве­дем дру­гое ре­ше­ние.

Ис­ход­ное не­ра­вен­ство рав­но­силь­но объ­еди­не­нию си­стем

 со­во­куп­ность вы­ра­же­ний си­сте­ма вы­ра­же­ний 4x минус x в квад­ра­те плюс 5=0, синус дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби не равно 0, конец си­сте­мы . , си­сте­ма вы­ра­же­ний 4x минус x в квад­ра­те плюс 5 боль­ше 0,\ctg дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби синус x боль­ше или равно 0. конец си­сте­мы . конец со­во­куп­но­сти .

Рас­смот­рим первую си­сте­му. Урав­не­ние 4x минус x в квад­ра­те плюс 5=0 имеет корни x= минус 1 и x=5. При x= минус 1 по­лу­ча­ем  синус левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка = синус левая круг­лая скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка не равно 0. При x=5 по­лу­ча­ем  синус левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка = синус дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби не равно 0.

Рас­смот­рим вто­рую си­сте­му. Решим не­ра­вен­ство

4x минус x в квад­ра­те плюс 5 боль­ше 0 рав­но­силь­но минус 1 мень­ше x мень­ше 5.

Рас­смот­рим f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =\ctg дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби синус x на  левая круг­лая скоб­ка минус 1; 5 пра­вая круг­лая скоб­ка , имеем:

f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 3 ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби минус 4 синус в квад­ра­те дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , зна­ме­на­тель: 3 синус дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби левая круг­лая скоб­ка 3 минус 2 плюс 2 ко­си­нус x пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 3 синус дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби \ctg дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби левая круг­лая скоб­ка 1 плюс 2 ко­си­нус x пра­вая круг­лая скоб­ка

За­ме­тим, что \ctg дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби опре­де­лен при x не равно 2 Пи k, k при­над­ле­жит Z . Тогда при k = 0: 0 при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка минус 1; 5 пра­вая круг­лая скоб­ка , при осталь­ных k: x \not при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка минус 1; 5 пра­вая круг­лая скоб­ка .

На  левая круг­лая скоб­ка минус 1; 5 пра­вая круг­лая скоб­ка f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка раз­рыв­на в точке x=0; \ctg дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =0 при x=2 Пи k плюс Пи , k при­над­ле­жит Z , или x= Пи левая круг­лая скоб­ка 2k плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка . Тогда при k = 0: x= Пи при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка минус 1;5 пра­вая круг­лая скоб­ка , при осталь­ных k: x \not при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка минус 1; 5 пра­вая круг­лая скоб­ка .

Урав­не­ние  ко­си­нус x= минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби имеет две серии ре­ше­ний. Пер­вая серия x= дробь: чис­ли­тель: 2 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс 2 Пи l, l при­над­ле­жит Z . Тогда при l=0:  дробь: чис­ли­тель: 2 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка минус 1;5 пра­вая круг­лая скоб­ка , при всех осталь­ных l: x \not при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка минус 1; 5 пра­вая круг­лая скоб­ка . Вто­рая серия x= минус дробь: чис­ли­тель: 2 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс 2 Пи m, m при­над­ле­жит Z . Тогда при m=1:  дробь: чис­ли­тель: 4 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка минус 1;5 пра­вая круг­лая скоб­ка , при всех осталь­ных m: x \not при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка минус 1; 5 пра­вая круг­лая скоб­ка .

За­ме­тим, что про­ме­жу­ток  левая круг­лая скоб­ка минус 1; 5 пра­вая круг­лая скоб­ка имеет длину 6 и, таким об­ра­зом, на нем на­хо­дит­ся не более од­но­го числа вида  альфа плюс 2 Пи n, n при­над­ле­жит Z .

Рас­смот­рим знаки зна­че­ний функ­ций f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка (см. ри­су­нок), то есть при­ме­ним к функ­ции метод ин­тер­ва­лов. По­сколь­ку на каж­дом из ука­зан­ных на ри­сун­ке ин­тер­ва­лов знаки че­ре­ду­ют­ся, a f левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше 0, мы по­лу­ча­ем ответ.

 

Ответ:  левая круг­лая скоб­ка 0; дробь: чис­ли­тель: 2 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка \cup левая квад­рат­ная скоб­ка Пи ; дробь: чис­ли­тель: 4 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка \cup левая фи­гур­ная скоб­ка минус 1;5 пра­вая фи­гур­ная скоб­ка .

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: 2679

? Источник: Вы­пуск­ной эк­за­мен по ма­те­ма­ти­ке. Ма­те­ма­ти­че­ские клас­сы, РФ, 1995 год, ра­бо­та 3, ва­ри­ант 1
? Классификатор: Ир­ра­ци­о­наль­ные не­ра­вен­ства, Три­го­но­мет­ри­че­ские урав­не­ния , Урав­не­ния и не­ра­вен­ства сме­шан­но­го типа
?
Сложность: 8 из 10