сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Даны мно­го­чле­ны p_n левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =x в сте­пе­ни n синус альфа минус x синус n альфа плюс синус левая круг­лая скоб­ка n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка альфа и q левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =x в квад­ра­те минус 2x ко­си­нус альфа плюс 1.

a) До­ка­жи­те, что мно­го­член p_4 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка де­лит­ся на q левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка .

б)  Най­ди­те все  альфа , от­лич­ные от  Пи k, k при­над­ле­жит \Bbb Z, при ко­то­рых мно­го­член q левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка имеет дей­стви­тель­ные корни.

в)  До­ка­жи­те, что при всех на­ту­раль­ных n\geqslant2 мно­го­член p_n левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка де­лит­ся на q левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка .

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

a) Решим за­да­чу двумя спо­со­ба­ми.

Ⅰ  спо­соб. Ясно, что p_2 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = синус альфа умно­жить на q левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка . Ясно также, что если имеет место раз­ло­же­ние p_3 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка ax плюс b пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те минус 2x ко­си­нус альфа плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка , то a = синус x и b = синус 2 альфа . Пре­об­ра­зо­ва­ние

 левая круг­лая скоб­ка x синус альфа плюс синус 2 альфа пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те минус 2x ко­си­нус альфа плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка = x в кубе синус альфа минус 2x в квад­ра­те синус альфа ко­си­нус альфа плюс x синус альфа плюс x в квад­ра­те синус 2 альфа минус

 минус 2x синус 2 альфа ко­си­нус альфа плюс синус 2 альфа = x в кубе синус альфа плюс x синус альфа левая круг­лая скоб­ка 1 минус 4 ко­си­нус в квад­ра­те альфа пра­вая круг­лая скоб­ка плюс синус 2 альфа = p_3 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка .

по­ка­зы­ва­ет, что мно­го­член p3(x) дей­стви­тель­но де­лит­ся на q(x), а част­ное равно x синус альфа плюс синус 2 альфа . Те­перь уже не­труд­но до­га­дать­ся, что

p_n левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка x в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка n минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка синус альфа плюс x в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка n минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка синус 2 альфа плюс \ldots плюс синус левая круг­лая скоб­ка n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка альфа пра­вая круг­лая скоб­ка q левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка ,

и затем про­ве­рить это тож­де­ство, на­при­мер по ин­дук­ции.

Ⅱ  спо­соб.. Трех­член q(x) имеет ком­плекс­ные корни z_1, 2 = ко­си­нус альфа \pm i синус альфа . Мно­го­член pn(x) де­лит­ся на q(x), если числа z1, 2 яв­ля­ют­ся также и его кор­ня­ми. Пре­об­ра­зо­ва­ние:

p_n левая круг­лая скоб­ка z_1, 2 пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка ко­си­нус альфа \pm i синус альфа пра­вая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни n синус альфа минус левая круг­лая скоб­ка ко­си­нус альфа \pm i синус альфа пра­вая круг­лая скоб­ка синус n альфа плюс синус левая круг­лая скоб­ка n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка альфа =

= левая круг­лая скоб­ка синус альфа ко­си­нус n альфа минус ко­си­нус альфа синус n альфа плюс синус левая круг­лая скоб­ка n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка альфа пра­вая круг­лая скоб­ка \pm i левая круг­лая скоб­ка синус n альфа синус альфа минус синус альфа синус n альфа пра­вая круг­лая скоб­ка = 0

по­ка­зы­ва­ет, что это дей­стви­тель­но так. Обо­зна­чим  ко­си­нус альфа =a, тогда

p_4 левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =x в сте­пе­ни 4 синус альфа минус x синус 4 альфа плюс синус 3 альфа = x в сте­пе­ни 4 синус альфа минус x умно­жить на 2 синус 2 альфа ко­си­нус 2 альфа плюс 3 синус альфа минус 4 синус в кубе альфа =

=x в сте­пе­ни 4 синус альфа минус x умно­жить на 2 умно­жить на 2 синус альфа ко­си­нус альфа ко­си­нус 2 альфа плюс 3 синус альфа минус 4 синус в кубе альфа =

= синус альфа левая круг­лая скоб­ка x в сте­пе­ни 4 минус 4x ко­си­нус альфа ко­си­нус 2 альфа плюс 3 минус 4 синус в квад­ра­те альфа пра­вая круг­лая скоб­ка = синус альфа левая круг­лая скоб­ка x в сте­пе­ни 4 минус 4x ко­си­нус альфа левая круг­лая скоб­ка 2 ко­си­нус в квад­ра­те альфа минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 3 минус 4 левая круг­лая скоб­ка 1 минус ко­си­нус в квад­ра­те альфа пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка =

= синус альфа левая круг­лая скоб­ка x в сте­пе­ни 4 минус 4xa левая круг­лая скоб­ка 2a в квад­ра­те минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 3 минус 4 левая круг­лая скоб­ка 1 минус a в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка = синус альфа левая круг­лая скоб­ка x в сте­пе­ни 4 минус x левая круг­лая скоб­ка 8a в кубе минус 4a пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 3 минус 4 плюс 4a в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка =

= синус альфа левая круг­лая скоб­ка x в сте­пе­ни 4 минус x левая круг­лая скоб­ка 8a в кубе минус 4a пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 4a в квад­ра­те минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка = синус альфа левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те минус 2xa плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те плюс 2xa плюс 4a в квад­ра­те минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка ,

в чем можно убе­дить­ся, рас­крыв скоб­ки (на самом деле вто­рой мно­жи­тель под­би­рал­ся так  — ясно, что он тоже вто­рой сте­пе­ни и на­чи­на­ет­ся с x в квад­ра­те , чтобы дать x в сте­пе­ни 4 , а его сво­бод­ный член равен 4a в квад­ра­те минус 1, чтобы схо­дил­ся сво­бод­ный член про­из­ве­де­ния. На­ко­нец сред­ний ко­эф­фи­ци­ент про­ти­во­по­ло­жен к  минус 2a, чтобы ко­эф­фи­ци­ент при x в кубе ока­зал­ся бы нулем).

 

б)  Ве­ро­ят­но в усло­вии опе­чат­ка, нужно про q левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка .

Дис­кри­ми­нант q левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка равен 4 ко­си­нус в квад­ра­те альфа минус 4= минус 4 синус в квад­ра­те альфа мень­ше 0 при всех  альфа не равно Пи k, k при­над­ле­жит Z . По­это­му ве­ще­ствен­ных кор­ней это урав­не­ние не имеет  синус в квад­ра­те альфа боль­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

 

в)  До­ка­жи­те, что при всех на­ту­раль­ных n\geqslant2 мно­го­член p_n левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка де­лит­ся на q левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка .

Раз­бе­рем сразу слу­чай  альфа = Пи k. Тогда нужно до­ка­зать, что мно­го­член 0x в сте­пе­ни n минус 0x плюс 0=0 де­лит­ся на какой-то квад­рат­ный трех­член, что оче­вид­но. В осталь­ных слу­ча­ях  синус альфа не равно 0. Най­дем ком­плекс­ные корни q левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка . Это будут

 дробь: чис­ли­тель: 2 ко­си­нус альфа \pm ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: минус 4 синус в квад­ра­те альфа конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2 ко­си­нус альфа \pm 2 синус альфа i, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = ко­си­нус альфа \pm i синус альфа .

Обо­зна­чим z= ко­си­нус альфа плюс i синус альфа , тогда \overlinez= ко­си­нус альфа минус i синус альфа .

Убе­дим­ся, что эти числа яв­ля­ют­ся кор­ня­ми мно­го­чле­на p_n левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка   — этого до­ста­точ­но, чтобы утвер­ждать, что p_n левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка де­лит­ся на q левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка . Более того, по­сколь­ку p_n левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка имеет ве­ще­ствен­ные ко­эф­фи­ци­ен­ты, до­ста­точ­но про­ве­рить, что его кор­нем будет z - тогда \overlinez тоже будет кор­нем. Под­став­ляя x=z, по­лу­чим

 левая круг­лая скоб­ка ко­си­нус альфа плюс i синус альфа пра­вая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни n умно­жить на синус альфа минус левая круг­лая скоб­ка ко­си­нус альфа плюс i синус альфа пра­вая круг­лая скоб­ка синус n альфа плюс синус левая круг­лая скоб­ка n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка альфа =

= левая круг­лая скоб­ка ко­си­нус n альфа плюс i синус n альфа пра­вая круг­лая скоб­ка синус альфа минус ко­си­нус альфа синус n альфа минус i синус альфа синус n альфа плюс синус левая круг­лая скоб­ка n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка альфа =

= ко­си­нус n альфа синус альфа плюс i синус n альфа синус альфа минус ко­си­нус альфа синус n альфа минус i синус альфа синус n альфа плюс синус левая круг­лая скоб­ка n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка альфа =

= ко­си­нус n альфа синус альфа минус ко­си­нус альфа синус n альфа плюс синус левая круг­лая скоб­ка n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка альфа = синус левая круг­лая скоб­ка альфа минус n альфа пра­вая круг­лая скоб­ка плюс синус левая круг­лая скоб­ка n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка альфа =

 = синус левая круг­лая скоб­ка 1 минус n пра­вая круг­лая скоб­ка альфа плюс синус левая круг­лая скоб­ка n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка альфа = минус синус левая круг­лая скоб­ка n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка альфа плюс синус левая круг­лая скоб­ка n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка альфа =0.

Утвер­жде­ние до­ка­за­но.

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.