сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 29 № 978
i

Пусть  p_k левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =1 плюс x плюс \ldots плюс x в сте­пе­ни k , Q_k, n левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =p_k левая круг­лая скоб­ка x в сте­пе­ни n пра­вая круг­лая скоб­ка ,k,n при­над­ле­жит \Bbb N .

а)  До­ка­жи­те, что мно­го­член p_2m левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка не имеет дей­стви­тель­ных кор­ней.

б)  Най­ди­те все такие n, при ко­то­рых мно­го­член Q_2, n левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка де­лит­ся на p_2 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка .

в)  При каком усло­вии на k и n Q_k, n левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка де­лит­ся на p_k левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка ?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Если 1 плюс x плюс ... плюс x в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2m пра­вая круг­лая скоб­ка =0, то

x в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2m плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка минус 1= левая круг­лая скоб­ка x минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 1 плюс x плюс ... плюс x в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2m пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка =0,

от­ку­да x=1, од­на­ко это число не яв­ля­ет­ся кор­нем ис­ход­но­го урав­не­ния. При­ве­дем еще одно рас­суж­де­ние. Ясно, что по­ло­жи­тель­ных кор­ней дан­ное урав­не­ние не имеет. Если  минус 1 мень­ше или равно x\leqslant1, то

p_2m левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка 1 плюс x пра­вая круг­лая скоб­ка плюс левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те плюс x в кубе пра­вая круг­лая скоб­ка плюс ... плюс левая круг­лая скоб­ка x в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2m минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс x в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2m минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка плюс x в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2m пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше 0,

если же x мень­ше минус 1, то опять-таки

 p_2m левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =1 плюс левая круг­лая скоб­ка x плюс x в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка плюс ... плюс левая круг­лая скоб­ка x в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2m минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс x в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2m пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше 0.

б)  Ре­ше­ние не­слож­но, од­на­ко свя­за­но с рас­смот­ре­ни­ем ком­плекс­ных кор­ней мно­го­чле­на. Кор­ня­ми трех­чле­на x в квад­ра­те плюс x плюс 1 яв­ля­ют­ся числа z_1, 2= ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 2 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби \pm i синус дробь: чис­ли­тель: 2 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби . Мно­го­член Q_2, n левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =1 плюс x в сте­пе­ни n плюс x в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2n пра­вая круг­лая скоб­ка де­лит­ся на x в квад­ра­те плюс x плюс 1, если z_1 и z_2 яв­ля­ют­ся и его кор­ня­ми. Имеем

Q_2, n левая круг­лая скоб­ка z_i пра­вая круг­лая скоб­ка =1 плюс ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 2 Пи n, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби \pm i синус дробь: чис­ли­тель: 2 Пи n, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 4 Пи n, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби \pm i синус дробь: чис­ли­тель: 4 Пи n, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби

(по фор­му­ле Му­ав­ра), далее,

 синус дробь: чис­ли­тель: 2 Пи n, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс синус дробь: чис­ли­тель: 4 Пи n, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби = 2 синус Пи n ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: Пи n, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби =0,

а

 1 плюс ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 2 Пи n, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 4 Пи n, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби = ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 2 Пи n, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби \biggl левая круг­лая скоб­ка 1 плюс 2 ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 2 Пи n, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби \biggr пра­вая круг­лая скоб­ка =0,

если n\not\equiv0 \pmod 3.

 

Ответ: n\not\equiv0\pmod 3.

 

в)  Дан­ная за­да­ча есть пря­мое обоб­ще­ние преды­ду­щей, од­на­ко пря­мая за­ме­на числа 3 на k плюс 1 в усло­вии на число n даст не­вер­ное усло­вие. Дело в том, что 3  — про­стое число, по­это­му n\not\equiv0 левая круг­лая скоб­ка \mod3 пра­вая круг­лая скоб­ка тогда и толь­ко тогда, когда  левая круг­лая скоб­ка n, 3 пра­вая круг­лая скоб­ка =1. Ре­ше­ние, ко­то­рое будет сей­час при­ве­де­но, во­об­ще не ис­поль­зу­ет ни­ка­кой три­го­но­мет­рии, за ис­клю­че­ни­ем самой пер­вой фор­му­лы.

По­ло­жим \varepsilon= ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 2 Пи , зна­ме­на­тель: k плюс 1 конец дроби плюс i синус дробь: чис­ли­тель: 2 Пи , зна­ме­на­тель: k плюс 1 конец дроби , это так на­зы­ва­е­мый пер­во­об­раз­ный ко­рень сте­пе­ни k плюс 1 из 1. Ясно, что \varepsilon в сте­пе­ни l не равно 1 при l=1, 2, ..., k, и что числа \varepsilon, \varepsilon в квад­ра­те ,..., \varepsilon в сте­пе­ни k -- корни урав­не­ния p_k левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =0 (см\. ре­ше­ние пунк­та а)). По­сколь­ку все эти числа раз­лич­ны, то мно­го­член Q_k, n левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка де­лит­ся на p_k левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка тогда и толь­ко тогда, когда Q_k, n левая круг­лая скоб­ка \varepsilon в сте­пе­ни l пра­вая круг­лая скоб­ка =0 при l=1, 2, ..., k. Имеем Q_k, n левая круг­лая скоб­ка \varepsilon в сте­пе­ни l пра­вая круг­лая скоб­ка =p_k левая круг­лая скоб­ка \varepsilon в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка ln пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка . Пред­по­ло­жим, что d боль­ше 1  — общий де­ли­тель чисел n и k плюс 1. Пусть l= левая круг­лая скоб­ка k плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка /d, тогда число ln крат­но k плюс 1, по­это­му \varepsilon в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка ln пра­вая круг­лая скоб­ка =1 и Q_k, n левая круг­лая скоб­ка \varepsilon в сте­пе­ни l пра­вая круг­лая скоб­ка =k плюс 1 не равно 0. Если же  левая круг­лая скоб­ка n, k плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =1, то ln\not\equiv0\pmodk плюс 1, по­это­му \varepsilon в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка ln пра­вая круг­лая скоб­ка не равно 1, зна­чит, Q_k, n левая круг­лая скоб­ка \varepsilon в сте­пе­ни l пра­вая круг­лая скоб­ка =p_k левая круг­лая скоб­ка \varepsilon в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка ln пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка =0.

 

Ответ:  левая круг­лая скоб­ка n, k плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =1, т. е. числа n и k плюс 1 не долж­ны иметь общих де­ли­те­лей, (такие числа на­зы­ва­ют­ся вза­им­но про­сты­ми).

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.