
Решите уравнение
Решим задачу двумя способами.
Ⅰ способ. Оценим выражение, стоящее в правой части:
причем равенство достигается при Подставим это значение в левую часть:
Значит, является корнем уравнения. Аналогично варианту 1 доказывается, что других корней нет.
Ⅱ способ. В предложенном выше способе применим метод оценки значений выражений, входящих в уравнение. Давайте посмотрим, насколько трудоемким будет решение, если использовать производную. Решите уравнение:
Данное уравнение равносильно системе:
Система имеет решение, если графики указанных функций пересекаются. Рассмотрим первую функцию. Обозначим ее То
так как функции синус и косинус определены для любого значения x. Найдем множество значений этой функции
используя производную,
получим
Найдем точки экстремума и экстремумы данной функции:
Увидим, что не является корнем уравнения, так как синус и косинус одного и того же аргумента одновременно в нуль обращаться не могут. Разделив на
получим:
Запишем две серии корней: первая
вторая
Решим
и
Таким образом, Рассмотрим вторую функцию. Обозначим ее g(x), то
Найдем точки экстремумов и экстремумы функции g(x). Уравнение имеет единственное решение
Так как
при любом t, знаменатель не обращается в нуль при любом x. Подкоренное выражение
при любом x, следовательно, арифметический корень существует при любом х, причем он больше нуля, т. е. логарифм данного выражения тоже существует при любом x:
при
и
так как при любом t, то
Производная в точке меняет знак с − на +, значит, данная точка является точкой минимума, а
— точка минимума; значит
Наименьшее значение функции равное
достигается при
Проверим, достигает ли функция
при
своего наибольшего значения, равного
Следовательно, графики пересекаются а точке и система имеет решение
Значение абсциссы точки пересечения является корнем исходного уравнения.
Ответ:
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 заданий | Баллы |
---|---|
Верное и полное выполнение задания | 3 |
Ход решения верный, решение доведено до ответа, но допущен один недочет | 2 |
Ход решения верный, решение доведено до ответа, но допущено два недочета или одна грубая ошибка | 1 |
Остальные случаи | 0 |
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: 3959