сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

а)  По­строй­те эскиз гра­фи­ка функ­ции y=| ло­га­рифм по ос­но­ва­нию левая круг­лая скоб­ка 4/\!x пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 4x в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка |.

б)  Изоб­ра­зи­те на плос­ко­сти мно­же­ство точек A левая круг­лая скоб­ка a, b пра­вая круг­лая скоб­ка , для ко­то­рых при всех x верно не­ра­вен­ство

 синус левая круг­лая скоб­ка x плюс a пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше или равно синус x плюс b.

в)  Най­ди­те наи­боль­ший ра­ди­ус круга, ле­жа­ще­го в верх­ней по­лу­плос­ко­сти, ка­са­ю­ще­го­ся оси абс­цисс в на­ча­ле ко­ор­ди­нат и не име­ю­ще­го дру­гих общих точек с па­ра­бо­лой y=x в квад­ра­те .

г)  До­ка­жи­те, что  при­над­ле­жит t\limits_0 в сте­пе­ни n \dfrac синус x1 плюс x в квад­ра­те dx боль­ше 0 при всех на­ту­раль­ных n.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Ясно, что функ­ция y левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка опре­де­ле­на толь­ко при x боль­ше 0 и при усло­вии 4x не равно 1, то есть x не равно дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби . При таких x пре­об­ра­зу­ем функ­цию

y=\abs ло­га­рифм по ос­но­ва­нию левая круг­лая скоб­ка 4x пра­вая круг­лая скоб­ка 4x в квад­ра­те =\abs дробь: чис­ли­тель: ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 2 4x в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 2 4x конец дроби = \abs дробь: чис­ли­тель: ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 2 4 плюс ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 2 x в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 2 4 плюс ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 2 x конец дроби = \abs дробь: чис­ли­тель: 2 плюс 2 ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 2 x, зна­ме­на­тель: 2 плюс ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 2 x конец дроби =

 

=\abs дробь: чис­ли­тель: 4 плюс 2 ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 2 x минус 2, зна­ме­на­тель: 2 плюс ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 2 x конец дроби = \abs2 минус дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 2 плюс ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 2 x конец дроби .

Обо­зна­чим вре­мен­но t= ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 2 x и решим не­ра­вен­ство  дробь: чис­ли­тель: 2 плюс 2t, зна­ме­на­тель: 2 плюс t конец дроби боль­ше или равно 0. Метод ин­тер­ва­лов дает ответ t при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность ; минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая квад­рат­ная скоб­ка минус 1; бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка , то есть  ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 2 x при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность ; минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая квад­рат­ная скоб­ка минус 1; бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка ,x при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка 0; дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка .

Если бы мы стро­и­ли гра­фик 2 минус дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 2 плюс t конец дроби , то он был бы ги­пер­бо­лой с вер­ти­каль­ной асимп­то­той t= минус 2 и го­ри­зон­таль­ной y=2. По­сколь­ку t= ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 2 x  — мо­но­тон­ная функ­ция, гра­фи­ки будут не­мно­го по­хо­жи друг на друга. На ри­сун­ке пред­став­ле­ны ги­пер­бо­ла y=2 минус дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 2 плюс t конец дроби , эскиз гра­фи­ка y=2 минус дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 2 плюс ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 2 x конец дроби (не­сколь­ко под­хо­дя­щих точек по­став­ле­ны точно) и ре­зуль­тат от­ра­же­ния ниж­ней части гра­фи­ка для по­лу­че­ния ито­го­во­го от­ве­та \abs2 минус дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 2 плюс ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 2 x конец дроби .

 

Ответ: см. рис.

 

б)  Пе­ре­пи­шем не­ра­вен­ство в виде

 синус левая круг­лая скоб­ка x плюс a пра­вая круг­лая скоб­ка минус синус x боль­ше или равно b рав­но­силь­но синус левая круг­лая скоб­ка x плюс a пра­вая круг­лая скоб­ка минус синус x боль­ше или равно b рав­но­силь­но

 рав­но­силь­но 2 синус дробь: чис­ли­тель: x плюс a минус x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: x плюс a плюс x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби боль­ше или равно b рав­но­силь­но 2 синус дробь: чис­ли­тель: a, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 2x плюс a, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби боль­ше или равно b.

Ясно, что  ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 2x плюс a, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби при­ни­ма­ет все зна­че­ния от −1 до 1 вклю­чи­тель­но. Тогда наи­мень­шее зна­че­ние левой части равно \pm 2 синус дробь: чис­ли­тель: a, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , а знак можно вы­брать так, чтобы ре­зуль­тат был от­ри­ца­тель­ным. Итак, тре­бу­ет­ся чтобы  минус \abs2 синус дробь: чис­ли­тель: a, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби боль­ше или равно b. И на­о­бо­рот, вы­пол­не­ния этого не­ра­вен­ства до­ста­точ­но, чтобы усло­вие  синус левая круг­лая скоб­ка x плюс a пра­вая круг­лая скоб­ка минус синус x боль­ше или равно b вы­пол­ня­лось все­гда. По­стро­им гра­фик b= минус \abs2 синус дробь: чис­ли­тель: a, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби и от­ме­тим все точки ниже этого гра­фи­ка.

 

Ответ: b мень­ше или равно минус \abs2 синус дробь: чис­ли­тель: a, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби (см. рис.).

 

в)  Обо­зна­чим центр этого круга за  левая круг­лая скоб­ка 0; r пра­вая круг­лая скоб­ка   — оче­вид­но r  — его ра­ди­ус. Тогда урав­не­ние его окруж­но­сти имеет вид x в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка y минус r пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те =r в квад­ра­те или x в квад­ра­те плюс y в квад­ра­те минус 2yr=0. Эта окруж­ность не долж­на иметь общих точек с гра­фи­ком y=x в квад­ра­те кроме точки  левая круг­лая скоб­ка 0; 0 пра­вая круг­лая скоб­ка и этого до­ста­точ­но  — ведь тогда весь круг будет ле­жать внут­ри па­ра­бо­лы. По­про­бу­ем найти их общие точки. Под­ста­вим y=x в квад­ра­те в урав­не­ние окруж­но­сти x в квад­ра­те плюс x в сте­пе­ни 4 минус 2x в квад­ра­те r=0 или x в квад­ра­те левая круг­лая скоб­ка 1 плюс x в квад­ра­те минус 2r пра­вая круг­лая скоб­ка =0.

Зна­чит либо x=0 (это раз­ре­ша­ет­ся), либо 1 плюс x в квад­ра­те минус 2r=0, x в квад­ра­те =2r минус 1. Это урав­не­ние не имеет кор­ней при r мень­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , имеет ко­рень x=0 при r= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби и имеет дру­гие корни при r боль­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . По­это­му мак­си­маль­ный ра­ди­ус круга равен  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

 

Ответ:  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

 

г)   Пусть  Пи левая круг­лая скоб­ка n пра­вая круг­лая скоб­ка = при­над­ле­жит t_0 в сте­пе­ни n дробь: чис­ли­тель: синус x, зна­ме­на­тель: 1 плюс x в квад­ра­те конец дроби dx. Если 2 Пи k мень­ше или равно n мень­ше или равно Пи левая круг­лая скоб­ка 2k плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка , то \psi левая круг­лая скоб­ка n пра­вая круг­лая скоб­ка \geqslant\psi левая круг­лая скоб­ка 2 Пи k пра­вая круг­лая скоб­ка , а при

 Пи левая круг­лая скоб­ка 2k плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка мень­ше или равно n\leqslant2 Пи левая круг­лая скоб­ка k плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка \psi левая круг­лая скоб­ка n пра­вая круг­лая скоб­ка \geqslant\psi левая круг­лая скоб­ка 2 Пи k плюс 2 Пи пра­вая круг­лая скоб­ка .

Оста­лось за­ме­тить, что

 Пи левая круг­лая скоб­ка 2 Пи k пра­вая круг­лая скоб­ка =\sum_l=0 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка k минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка при­над­ле­жит t_2 Пи l в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка Пи левая круг­лая скоб­ка 2l плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка синус x левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 1 плюс x в квад­ра­те конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 1 плюс левая круг­лая скоб­ка x плюс Пи пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка dx боль­ше 0.

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.