сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Find the maximum negative value of parameter p such that the equation 256x в сте­пе­ни 4 минус px плюс 243=0 has at least one solution.

Най­ди­те мак­си­маль­ное от­ри­ца­тель­ное зна­че­ние па­ра­мет­ра p, при ко­то­ром урав­не­ние 256x в сте­пе­ни 4 минус px плюс 243=0 имеет хотя бы одно ре­ше­ние.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

As x=0 is not a solution of the equation, dividing both sides by x results in an equivalent equation p=256 x в кубе плюс дробь: чис­ли­тель: 243, зна­ме­на­тель: x конец дроби . Let us consider function

f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =256 x в кубе плюс дробь: чис­ли­тель: 243, зна­ме­на­тель: x конец дроби .

Its derivative is

768 x в квад­ра­те минус дробь: чис­ли­тель: 243, зна­ме­на­тель: x в квад­ра­те конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3 левая круг­лая скоб­ка 256 x в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 4 пра­вая круг­лая скоб­ка минус 81 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: x в квад­ра­те конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: x в квад­ра­те конец дроби левая круг­лая скоб­ка 16 x в квад­ра­те плюс 9 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 4 x плюс 3 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 4 x минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка .

Let us consider positive values of x first. For x боль­ше дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби the derivative is positive, and for 0 мень­ше x мень­ше дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби it is negative. Therefore, x= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби is a minimum for f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка . So, for positive values of x our function takes values from

 левая квад­рат­ная скоб­ка f левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка ; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка ,

so, from  левая квад­рат­ная скоб­ка 432; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка .

Function f(x) is odd; hence its range for negative values of x is  левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность ; минус 432 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . All in all, range of f(x) is  левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность ; минус 432 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка \cup левая квад­рат­ная скоб­ка 432 ; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка . It is only left to notice that the given equation has solutions only for such values of p that belong to the range of f(x). Thus the largest negative value of p is −432.

В силу того, что x=0 не яв­ля­ет­ся ре­ше­ни­ем урав­не­ния, де­ле­ние обеих ча­стей урав­не­ния на x при­во­дит к рав­но­силь­но­му урав­не­нию p=256 x в кубе плюс дробь: чис­ли­тель: 243, зна­ме­на­тель: x конец дроби . Рас­смот­рим функ­цию

f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =256 x в кубе плюс дробь: чис­ли­тель: 243, зна­ме­на­тель: x конец дроби .

Её про­из­вод­ная равна

768 x в квад­ра­те минус дробь: чис­ли­тель: 243, зна­ме­на­тель: x в квад­ра­те конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3 левая круг­лая скоб­ка 256 x в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 4 пра­вая круг­лая скоб­ка минус 81 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: x в квад­ра­те конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: x в квад­ра­те конец дроби левая круг­лая скоб­ка 16 x в квад­ра­те плюс 9 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 4 x плюс 3 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 4 x минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка .

Сна­ча­ла рас­смот­рим по­ло­жи­тель­ные зна­че­ния x. При x боль­ше дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби про­из­вод­ная по­ло­жи­тель­на, а для 0 мень­ше x мень­ше  дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби она от­ри­ца­тель­на. Сле­до­ва­тель­но, x= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби минус точка ми­ни­му­ма функ­ции f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка . Зна­чит, при по­ло­жи­тель­ных зна­че­ни­ях x функ­ция при­ни­ма­ет зна­че­ния из про­ме­жут­ка

 левая квад­рат­ная скоб­ка f левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка ; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка ,

то есть из  левая квад­рат­ная скоб­ка 432; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка .

Функ­ция f(x) нечётная; сле­до­ва­тель­но, её мно­же­ство зна­че­ний при от­ри­ца­тель­ных зна­че­ни­ях x есть  левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность ; минус 432 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . Окон­ча­тель­но по­лу­ча­ем, что мно­же­ство зна­че­ний f(x)  — это  левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность ; минус 432 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка \cup левая квад­рат­ная скоб­ка 432; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка . Остаётся за­ме­тить, что дан­ное урав­не­ние имеет ре­ше­ние для тех и толь­ко тех зна­че­ний p, ко­то­рые при­над­ле­жат мно­же­ству зна­че­ний f(x). Таким об­ра­зом, наи­боль­шее от­ри­ца­тель­ное зна­че­ние p равно −432.

 

Ответ: −432.