сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Рас­смот­рим ку­би­че­ское урав­не­ние  левая круг­лая скоб­ка t минус x пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка t минус y пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка t минус z пра­вая круг­лая скоб­ка =0 от­но­си­тель­но пе­ре­мен­ной t, кор­ня­ми ко­то­ро­го яв­ля­ют­ся дей­стви­тель­ные числа x мень­ше y мень­ше z. Рас­кро­ем скоб­ки в левой части урав­не­ния:

 левая круг­лая скоб­ка t минус x пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка t минус y пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка t минус z пра­вая круг­лая скоб­ка =t в кубе минус левая круг­лая скоб­ка x плюс y плюс z пра­вая круг­лая скоб­ка t в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка x y плюс x z плюс y z пра­вая круг­лая скоб­ка t минус x y z=0,

за­ме­ним скоб­ки в со­от­вет­ствии с усло­ви­ем, по­лу­чим t в кубе минус 6 t в квад­ра­те плюс 9 t плюс p=0, где p  =  –xyz. Ис­сле­ду­ем функ­цию f левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка =t в кубе минус 6 t в квад­ра­те плюс 9 t плюс p из левой части урав­не­ния. На­хо­дим про­из­вод­ную f в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \prime пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка =3 t в квад­ра­те минус 12 t плюс 9, её кор­ня­ми яв­ля­ют­ся t1  =  1 и t2  =  3. На ин­тер­ва­лах  левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность , 1 пра­вая круг­лая скоб­ка и  левая круг­лая скоб­ка 3, плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка она по­ло­жи­тель­на, и на них функ­ция воз­рас­та­ет, на ин­тер­ва­ле (1, 3) она от­ри­ца­тель­на и функ­ция убы­ва­ет. Сле­до­ва­тель­но, t1  =  1 точка ло­каль­но­го мак­си­му­ма функ­ции, а t2  =  3  — точка ло­каль­но­го ми­ни­му­ма. Урав­не­ние имеет три корня толь­ко при вы­пол­не­нии сле­ду­ю­щих усло­вий:

f левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =f левая круг­лая скоб­ка t_1 пра­вая круг­лая скоб­ка =p плюс 4 боль­ше 0, f левая круг­лая скоб­ка 3 пра­вая круг­лая скоб­ка =f левая круг­лая скоб­ка t_2 пра­вая круг­лая скоб­ка =p мень­ше 0.

При этом f левая круг­лая скоб­ка 0 пра­вая круг­лая скоб­ка =p мень­ше 0, f левая круг­лая скоб­ка 4 пра­вая круг­лая скоб­ка =p плюс 4 боль­ше 0, сле­до­ва­тель­но, знаки чисел f(0), f(1), f(3), f(4) че­ре­ду­ют­ся, на­чи­ная с ми­ну­са. По­это­му пер­вый ко­рень урав­не­ния x при­над­ле­жит от­рез­ку  левая круг­лая скоб­ка 0, 1 пра­вая круг­лая скоб­ка , вто­рой ко­рень y при­над­ле­жит от­рез­ку  левая круг­лая скоб­ка 1, 3 пра­вая круг­лая скоб­ка , а тре­тий ко­рень z  — от­рез­ку  левая круг­лая скоб­ка 3, 4 пра­вая круг­лая скоб­ка , что и тре­бо­ва­лось до­ка­зать.

 

При­ве­дем дру­гое ре­ше­ние.

1.  Огра­ни­чим все пе­ре­мен­ные сразу. Рас­смот­рим ра­вен­ства y плюс z=6 минус x и

y z=9 минус x левая круг­лая скоб­ка y плюс z пра­вая круг­лая скоб­ка =9 минус x левая круг­лая скоб­ка 6 минус x пра­вая круг­лая скоб­ка =x в квад­ра­те минус 6 x плюс 9= левая круг­лая скоб­ка x минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те .

По тео­ре­ме Виета y и z яв­ля­ют­ся дей­стви­тель­ны­ми кор­ня­ми квад­рат­но­го урав­не­ния t в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка x минус 6 пра­вая круг­лая скоб­ка t плюс левая круг­лая скоб­ка x минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те =0 от­но­си­тель­но пе­ре­мен­ной t с па­ра­мет­ром x. Рас­смот­рим квад­ра­тич­ную функ­цию

f левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка =t в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка x минус 6 пра­вая круг­лая скоб­ка t плюс левая круг­лая скоб­ка x минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те ,

своё ми­ни­маль­ное зна­че­ние она при­ни­ма­ет при t_0= дробь: чис­ли­тель: 6 минус x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . Урав­не­ние f(t)  =  0 имеет два раз­лич­ных дей­стви­тель­ных корня y < z, по­это­му зна­че­ние

f левая круг­лая скоб­ка t_0 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 3 x левая круг­лая скоб­ка x минус 4 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби

долж­но быть от­ри­ца­тель­но, зна­чит, x при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка 0, 4 пра­вая круг­лая скоб­ка . Рас­суж­де­ние дан­но­го пунк­та, про­ведённое от­но­си­тель­но x можно по­вто­рить от­но­си­тель­но осталь­ных пе­ре­мен­ных, по­сколь­ку оно не ис­поль­зу­ет усло­вия x < y < z. Сле­до­ва­тель­но, мы до­ка­за­ли, что 0 < x, y, z < 4.

2.  Огра­ни­чим зна­че­ние пе­ре­мен­ной x. Мень­ший ко­рень y урав­не­ния

f левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка =t в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка x минус 6 пра­вая круг­лая скоб­ка t плюс левая круг­лая скоб­ка x минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те

рас­по­ло­жен в ин­тер­ва­ле  левая круг­лая скоб­ка x, t_0= дробь: чис­ли­тель: 6 минус x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка , по­это­му y мень­ше дробь: чис­ли­тель: 6 минус x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби мень­ше 3. С дру­гой сто­ро­ны, x мень­ше y мень­ше дробь: чис­ли­тель: 6 минус x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , от­ку­да x < 2. Кроме того,

f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =3 левая круг­лая скоб­ка x минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка x минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше 0,

от­ку­да, с учётом уже до­ка­зан­ных не­ра­венств 0 < x < 2, по­лу­ча­ем 0 < x < 1. При этом абс­цис­са вер­ши­ны па­ра­бо­лы

t_0= дробь: чис­ли­тель: 6 минус x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , 3 пра­вая круг­лая скоб­ка

и f(t) при любом 0 < x < 1 убы­ва­ет на ин­тер­ва­ле  левая круг­лая скоб­ка x, дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка и воз­рас­та­ет на ин­тер­ва­ле (3, 4).

3.  Огра­ни­чим зна­че­ние пе­ре­мен­ной y. За­ме­тим, что при всех 0 < x < 1 вы­пол­ня­ет­ся не­ра­вен­ство f левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка x минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка x минус 4 пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше 0, по­это­му ко­рень y лежит в ин­тер­ва­ле  левая круг­лая скоб­ка 1, t_0 пра­вая круг­лая скоб­ка . В част­но­сти, y > 1. С дру­гой сто­ро­ны

y мень­ше t_0= дробь: чис­ли­тель: 6 минус x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби мень­ше 3

при любом 0 < x < 1.

4.  Огра­ни­чим зна­че­ние пе­ре­мен­ной z. Вы­ра­же­ние f левая круг­лая скоб­ка 3 пра­вая круг­лая скоб­ка =x левая круг­лая скоб­ка x минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка мень­ше 0 от­ри­ца­тель­но при всех 0 < x < 1, по­это­му ко­рень z лежит в ин­тер­ва­ле (3, 4).

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Пер­вое до­ка­за­тель­ство.

Най­де­ны точки ло­каль­но­го ми­ни­му­ма и мак­си­му­ма: 1 балл.

Ис­сле­до­ва­но по­ве­де­ние функ­ции на ин­тер­ва­лах: 1 балл.

Сфор­му­ли­ро­ва­ны усло­вия су­ще­ство­ва­ния трёх раз­лич­ных кор­ней: 2 балла. Опре­де­ле­ние гра­ниц кор­ней: 3 балла.

Вто­рое до­ка­за­тель­ство.

До­ка­за­тель­ство не­ра­вен­ства 0 < x, y, z < 4: 2 балла. До­ка­за­тель­ство не­ра­вен­ства x < 1: 2 балла.

До­ка­за­тель­ство не­ра­вен­ства 1 < y < 3: 2 балла. До­ка­за­тель­ство не­ра­вен­ства z > 3: 1 балл.