сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

При каких зна­че­ни­ях ве­ще­ствен­но­го па­ра­мет­ра a си­сте­ма урав­не­ний x в сте­пе­ни y =a=y в сте­пе­ни x имеет един­ствен­ное ре­ше­ние?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

За­пи­шем ОДЗ: x, y при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка 0, плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка . Об­ра­тим вни­ма­ние, что урав­не­ние x в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка y пра­вая круг­лая скоб­ка =y в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка можно ло­га­риф­ми­ро­вать и за­пи­сать в виде

 дробь: чис­ли­тель: на­ту­раль­ный ло­га­рифм y, зна­ме­на­тель: y конец дроби = дробь: чис­ли­тель: на­ту­раль­ный ло­га­рифм x, зна­ме­на­тель: x конец дроби .

Ис­сле­ду­ем функ­цию f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: на­ту­раль­ный ло­га­рифм x, зна­ме­на­тель: x конец дроби на мо­но­тон­ность. Для этого най­дем про­из­вод­ную

 f в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \prime пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 1 минус на­ту­раль­ный ло­га­рифм x, зна­ме­на­тель: x в квад­ра­те конец дроби .

Ока­зы­ва­ет­ся, что функ­ция f(x) воз­рас­та­ет на про­ме­жут­ке (0, e) и убы­ва­ет на про­ме­жут­ке  левая круг­лая скоб­ка e, плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка . Вы­чис­лим пре­де­лы

 \lim _x arrow 0 дробь: чис­ли­тель: на­ту­раль­ный ло­га­рифм x, зна­ме­на­тель: x конец дроби = минус бес­ко­неч­ность ,

 \lim _x arrow плюс бес­ко­неч­ность дробь: чис­ли­тель: на­ту­раль­ный ло­га­рифм x, зна­ме­на­тель: x конец дроби =\lim _x arrow плюс бес­ко­неч­ность дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка на­ту­раль­ный ло­га­рифм x пра­вая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \prime пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \prime пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби =\lim _x arrow плюс бес­ко­неч­ность дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: x конец дроби = плюс 0 .

Най­дем, когда f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка мень­ше или равно 0. Ре­ше­ни­ем этого не­ра­вен­ства ока­зы­ва­ет­ся про­ме­жу­ток (0, 1]. Сде­ла­ем эскиз гра­фи­ка функ­ции f(x).

Оче­вид­но, что одним из ре­ше­ний урав­не­ния  дробь: чис­ли­тель: на­ту­раль­ный ло­га­рифм x, зна­ме­на­тель: x конец дроби = дробь: чис­ли­тель: на­ту­раль­ный ло­га­рифм y, зна­ме­на­тель: y конец дроби все­гда яв­ля­ет­ся по­лу­пря­мая x=y боль­ше 0.

Вто­рое ре­ше­ние су­ще­ству­ет толь­ко в том слу­чае, если x при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка 1, e пра­вая круг­лая скоб­ка , y при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка e, плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка или x при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка e, плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка , y при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка 1, e пра­вая круг­лая скоб­ка . Урав­не­ние  дробь: чис­ли­тель: на­ту­раль­ный ло­га­рифм x, зна­ме­на­тель: x конец дроби = дробь: чис­ли­тель: на­ту­раль­ный ло­га­рифм y, зна­ме­на­тель: y конец дроби имеет един­ствен­ное ре­ше­ние толь­ко в слу­чае если  x=y при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка 0, 1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка \cup левая фи­гур­ная скоб­ка e пра­вая фи­гур­ная скоб­ка . В таком слу­чае a=x в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка , где x при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка 0, 1 пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая фи­гур­ная скоб­ка e пра­вая фи­гур­ная скоб­ка . Ис­сле­ду­ем функ­цию g левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =x в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка . Для этого най­дем ее про­из­вод­ную

 g в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \prime пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка e в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка x на­ту­раль­ный ло­га­рифм x пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \prime пра­вая круг­лая скоб­ка =e в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка x на­ту­раль­ный ло­га­рифм x пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка на­ту­раль­ный ло­га­рифм x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =x в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка на­ту­раль­ный ло­га­рифм x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка .

По­сколь­ку x в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше 0, то функ­ция g убы­ва­ет при x при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка 0, дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: e конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка и воз­рас­та­ет при x при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: e конец дроби , плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка . Вы­яс­ним пре­дел функ­ции g в нуле

 \lim _x arrow 0 x в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =\lim _x arrow 0 e в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка x на­ту­раль­ный ло­га­рифм x пра­вая круг­лая скоб­ка =e в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \lim _x arrow 0 пра­вая круг­лая скоб­ка x на­ту­раль­ный ло­га­рифм x=e в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 0 пра­вая круг­лая скоб­ка =1,

 \lim _x arrow 0 x на­ту­раль­ный ло­га­рифм x=\lim _y arrow плюс бес­ко­неч­ность минус дробь: чис­ли­тель: на­ту­раль­ный ло­га­рифм y, зна­ме­на­тель: y конец дроби =0.

Таким об­ра­зом, в об­ла­сти  левая круг­лая скоб­ка 0, 1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка \cup левая фи­гур­ная скоб­ка e пра­вая фи­гур­ная скоб­ка функ­ция g при­ни­ма­ет зна­че­ния

 левая круг­лая скоб­ка e в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: e конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка , 1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка \cup левая фи­гур­ная скоб­ка e в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка e пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая фи­гур­ная скоб­ка ,

а зна­чит си­сте­ма об­ла­да­ет един­ствен­ным ре­ше­ни­ем при

a при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка e в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: e конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка , 1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка \cup левая фи­гур­ная скоб­ка e в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка e пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая фи­гур­ная скоб­ка .

Ответ: при a при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка e в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: e конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка , 1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка \cup левая фи­гур­ная скоб­ка e в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка e пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая фи­гур­ная скоб­ка .