сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Мно­го­чле­ны Че­бы­ше­ва пер­во­го рода опре­де­ле­ны фор­му­лой

 T_n левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка n арк­ко­си­нус x пра­вая круг­лая скоб­ка ;\quad x при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка минус 1;1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка ,\quad n боль­ше или равно 0.

а)  До­ка­жи­те, что T_n плюс 1 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =2xT_n левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка минус T_n минус 1 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка .

б)  До­ка­жи­те, что 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 1 минус n пра­вая круг­лая скоб­ка T_n левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка   — мно­го­член сте­пе­ни n с ко­эф­фи­ци­ен­том 1 при x^n.

в)  Най­ди­те T_2 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка и до­ка­жи­те, что для лю­бо­го квад­рат­но­го трех­чле­на P левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =x в квад­ра­те плюс ax плюс b вы­пол­ня­ет­ся не­ра­вен­ство

 \max_ левая квад­рат­ная скоб­ка минус 1;1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка |P левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка |\geqslant\tfrac 12\max_ левая квад­рат­ная скоб­ка минус 1;1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка |T_2 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка |.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  По­ло­жим для крат­ко­сти

 альфа = арк­ко­си­нус x. T_n плюс 1 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка плюс T_n минус 1 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка n плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка альфа пра­вая круг­лая скоб­ка плюс ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка альфа пра­вая круг­лая скоб­ка =

=2 ко­си­нус альфа ко­си­нус n альфа =2 ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка арк­ко­си­нус x пра­вая круг­лая скоб­ка T_n левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =2xT_n левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка .

б)  До­ка­за­тель­ство про­во­дит­ся ме­то­дом ма­те­ма­ти­че­ской ин­дук­ции с ис­поль­зо­ва­ни­ем ре­кур­рент­но­го со­от­но­ше­ния, вы­ве­ден­но­го в преды­ду­щем пунк­те. 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 1 минус n пра­вая круг­лая скоб­ка T_n левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка   — мно­го­член сте­пе­ни n с ко­эф­фи­ци­ен­том 1 при x^n.

До­ка­жем утвер­жде­ние по ин­дук­ции. База. n=1. T_1 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­си­нус арк­ко­си­нус x=x, 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 1 минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка T_1 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =1 умно­жить на x=x. Пе­ре­ход. Пусть утвер­жде­ние верно при n при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 1; k пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . До­ка­жем его при n=k плюс 1, тогда

T_k плюс 1 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка k плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка арк­ко­си­нус x пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка k арк­ко­си­нус x плюс арк­ко­си­нус x пра­вая круг­лая скоб­ка =

= ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка k арк­ко­си­нус x пра­вая круг­лая скоб­ка ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка арк­ко­си­нус x пра­вая круг­лая скоб­ка минус синус левая круг­лая скоб­ка k арк­ко­си­нус x пра­вая круг­лая скоб­ка синус левая круг­лая скоб­ка арк­ко­си­нус x пра­вая круг­лая скоб­ка =

=T_k левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на x минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби левая круг­лая скоб­ка ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка k арк­ко­си­нус x минус арк­ко­си­нус x пра­вая круг­лая скоб­ка минус ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка k арк­ко­си­нус x плюс арк­ко­си­нус x пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка =

=xT_k левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби левая круг­лая скоб­ка ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка k минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка арк­ко­си­нус x пра­вая круг­лая скоб­ка минус ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка k плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка арк­ко­си­нус x пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка = xT_k левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби левая круг­лая скоб­ка T_k минус 1 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка минус T_k плюс 1 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка .

Итак,

T_k плюс 1 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =xT_k левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби левая круг­лая скоб­ка T_k минус 1 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка минус T_k плюс 1 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка рав­но­силь­но 2T_k плюс 1 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =2xT_k левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка минус левая круг­лая скоб­ка T_k минус 1 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка минус T_k плюс 1 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка рав­но­силь­но

 рав­но­силь­но 2T_k плюс 1 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =2xT_k левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка минус T_k минус 1 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка плюс T_k плюс 1 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка рав­но­силь­но T_k плюс 1 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =2xT_k левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка минус T_k минус 1 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка .

По­это­му сте­пень T_k плюс 1 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка по­лу­ча­ет­ся уве­ли­че­ни­ем на 1 сте­пе­ни T_k левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка , а стар­ший ко­эф­фи­ци­ент мно­го­чле­на T_k плюс 1 по­лу­ча­ет­ся умно­же­ни­ем на 2 стар­ше­го ко­эф­фи­ци­ен­та мно­го­чле­на T_k левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка . По­сколь­ку

2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 1 минус левая круг­лая скоб­ка k плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка =2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 1 минус k пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 1 минус k пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ,

то стар­ший ко­эф­фи­ци­ент мно­го­чле­на 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 1 минус k пра­вая круг­лая скоб­ка T_k левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка не из­ме­нит­ся при пе­ре­хо­де к k плюс 1.

 

в)  Имеем: T_0 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =1, T_1 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =x и

T_2 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =2xT_1 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка минус T_0 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =2x в квад­ра­те минус 1,

тогда \max левая фи­гур­ная скоб­ка |T_2 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка |\mid|x| мень­ше или равно 1 пра­вая фи­гур­ная скоб­ка =1, сле­до­ва­тель­но, надо до­ка­зать, что при любых a, b верно не­ра­вен­ство

\max левая фи­гур­ная скоб­ка |x в квад­ра­те плюс ax плюс b|\mid|x| мень­ше или равно 1 пра­вая фи­гур­ная скоб­ка боль­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Далее, имеем:

|P левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка минус P левая круг­лая скоб­ка 0 пра­вая круг­лая скоб­ка |=|a плюс 1|, |P левая круг­лая скоб­ка минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка минус P левая круг­лая скоб­ка 0 пра­вая круг­лая скоб­ка |=|a минус 1|.

По­сколь­ку при всех a спра­вед­ли­во не­ра­вен­ство |a плюс 1| плюс |a минус 1| боль­ше или равно 2, то хотя бы одно из этих чисел не мень­ше еди­ни­цы. Если |a плюс 1|=|P левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка минус P левая круг­лая скоб­ка 0 пра­вая круг­лая скоб­ка | боль­ше или равно 1, то хотя бы одно из чисел |P левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка |, |P левая круг­лая скоб­ка 0 пра­вая круг­лая скоб­ка | не мень­ше  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

За каж­дый из че­ты­рех пунк­тов сю­же­та вы­став­ля­ет­ся одна из сле­ду­ю­щих оце­нок:

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

Мак­си­мум за сюжет 12 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.