Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д8 C1 № 640013
i

а)  Ре­ши­те урав­не­ние  дробь: чис­ли­тель: тан­генс x, зна­ме­на­тель: ко­си­нус в квад­ра­те 5 x конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: тан­генс 5 x, зна­ме­на­тель: ко­си­нус в квад­ра­те x конец дроби =0.

б)  Най­ди­те все корни урав­не­ния, при­над­ле­жа­щие от­рез­ку  левая квад­рат­ная скоб­ка минус Пи ; минус дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка .

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Об­ласть до­пу­сти­мых зна­че­ний пе­ре­мен­ной за­да­ет­ся со­от­но­ше­ни­я­ми  ко­си­нус 5x не равно 0 и  ко­си­нус x не равно 0. При этих усло­ви­ях имеем:

 дробь: чис­ли­тель: тан­генс x, зна­ме­на­тель: ко­си­нус в квад­ра­те 5 x конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: тан­генс 5 x, зна­ме­на­тель: ко­си­нус в квад­ра­те x конец дроби = 0 рав­но­силь­но синус x ко­си­нус x минус синус 5x ко­си­нус 5 x = 0 рав­но­силь­но синус 2x минус синус 10 x = 0 рав­но­силь­но
 рав­но­силь­но 2 ко­си­нус 6x синус 4x = 0 рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний ко­си­нус 6x = 0, синус 4x = 0 конец со­во­куп­но­сти . рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний 6x = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс Пи k, 4x = Пи n, конец со­во­куп­но­сти рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний x = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 12 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: Пи k, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби , x = дробь: чис­ли­тель: Пи n, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби , конец со­во­куп­но­сти .k, n при­над­ле­жит Z .

Оста­лось вы­яс­нить, какие из най­ден­ных кор­ней лежат в ОДЗ. Ис­поль­зу­ем для этого три­го­но­мет­ри­че­скую окруж­ность.

Вы­ра­зим ра­ди­а­ны в гра­ду­сах и изоб­ра­зим на дуге [0; 360°] три­го­но­мет­ри­че­ской окруж­но­сти корни серий  дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 12 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: Пи k, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби = 15 гра­ду­сов плюс 30 гра­ду­сов k и  дробь: чис­ли­тель: Пи n, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = 45 гра­ду­сов n зе­ле­ны­ми круж­ка­ми и си­ни­ми квад­ра­ти­ка­ми со­от­вет­ствен­но (см. рис.). Крас­ны­ми кре­сти­ка­ми от­ме­тим ре­ше­ния урав­не­ний  ко­си­нус x = 0 и  ко­си­нус 5x = 0, то есть точки 90 гра­ду­сов плюс 180 гра­ду­сов m и 18 гра­ду­сов плюс 36 гра­ду­сов m  левая круг­лая скоб­ка m при­над­ле­жит Z пра­вая круг­лая скоб­ка . Из ри­сун­ка за­клю­ча­ем, что вне ОДЗ лежат толь­ко точки на кон­цах вер­ти­каль­но­го диа­мет­ра окруж­но­сти. Кру­жоч­ки, об­ве­ден­ные квад­ра­ти­ка­ми, со­от­вет­ству­ют кор­ня­ми, при­над­ле­жа­щим обеим се­ри­ям ре­ше­ний. Чтобы за­пи­сать ответ без по­вто­ря­ю­щих­ся кор­ней, к ре­ше­ни­я­ми  дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 12 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: Пи k, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби до­ба­вим лишь ре­ше­ния  Пи n.

б)  Раз­ность между со­сед­ни­ми чле­на­ми серии πn равна π, по­это­му в от­ре­зок  левая квад­рат­ная скоб­ка минус Пи ; минус дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка по­па­да­ет не боль­ше од­но­го члена серии. Этим чле­ном яв­ля­ет­ся –π. Для вто­рой серии за­пи­шем двой­ное не­ра­вен­ство:

 минус Пи мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 12 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: Пи k, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби мень­ше или равно минус дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби рав­но­силь­но минус 6 мень­ше или равно k плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби мень­ше или равно минус 3.

Це­лы­ми ре­ше­ни­я­ми яв­ля­ют­ся k = минус 6, k = минус 5 и k = минус 4. Най­ден­ным зна­че­ни­ям па­ра­мет­ра со­от­вет­ству­ют сле­ду­ю­щие члены серии:  минус дробь: чис­ли­тель: 7 Пи , зна­ме­на­тель: 12 конец дроби ,  минус дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ,  минус дробь: чис­ли­тель: 11 Пи , зна­ме­на­тель: 12 конец дроби .

 

Ответ:  левая фи­гур­ная скоб­ка Пи n; дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 12 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: Пи k, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби : n, k при­над­ле­жит Z пра­вая фи­гур­ная скоб­ка б)  минус Пи ,  минус дробь: чис­ли­тель: 7 Пи , зна­ме­на­тель: 12 конец дроби ,  минус дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ,  минус дробь: чис­ли­тель: 11 Пи , зна­ме­на­тель: 12 конец дроби .

 

Дру­гой спо­соб от­бо­ра кор­ней в пунк­те а).

За­ме­тим, пред­ва­ри­тель­но, что если вы­пол­не­но усло­вие  ко­си­нус 5x не равно 0, то усло­вие  ко­си­нус x не равно 0 за­ве­до­мо вы­пол­не­но. Это сле­ду­ет из того, что ре­ше­ния урав­не­ния 5x = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс Пи m со­дер­жат ре­ше­ния урав­не­ния x = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс Пи l, где m, l при­над­ле­жит Z . По­это­му до­ста­точ­но для каж­дой из най­ден­ных серий про­ве­рить лишь усло­вие  ко­си­нус 5x не равно 0. По­ка­жем, что все члены серии  x = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 12 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: Пи k, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби удо­вле­тво­ря­ют усло­вию 5x не равно дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс Пи m. Дей­стви­тель­но, имеем:  30x = дробь: чис­ли­тель: 5 Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс 5 Пи k, при этом 30x не равно 3 Пи плюс 6 Пи m. Ясно, что ра­вен­ство  дробь: чис­ли­тель: 5 Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс 5 Пи k = 3 Пи плюс 6 Пи m не­воз­мож­но ни при каких целых зна­че­ни­ях па­ра­мет­ров, по­сколь­ку в левой части дроб­ное число, а в пра­вой  — целое.

Рас­смот­рим серию x= дробь: чис­ли­тель: Пи n, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби . Най­дем «за­пре­щен­ные» зна­че­ния n:

 дробь: чис­ли­тель: Пи n, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 10 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: Пи m, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби рав­но­силь­но 5n = 2 плюс 4m рав­но­силь­но 5n минус 4m = 2 рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний n = 2 плюс 4t,m = 2 плюс 5t, конец си­сте­мы . t при­над­ле­жит Z .

Таким об­ра­зом, корни, со­от­вет­ству­ю­щие  n = 2 плюс 4t, об­ра­ща­ют зна­ме­на­те­ли в нуль, а по­то­му корни

x = дробь: чис­ли­тель: Пи левая круг­лая скоб­ка 2 плюс 4t пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс Пи t

яв­ля­ют­ся по­сто­рон­ни­ми. Тогда из серии  дробь: чис­ли­тель: Пи n, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби оста­ют­ся лишь члены вида  Пи n.

 

При­ме­ча­ние Д. Д. Гу­щи­на.

Чтобы упро­стить отбор кор­ней в пунк­те а) можно за­ме­тить, что вы­ра­же­ния  ко­си­нус nx и  ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка n плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка x не равны нулю од­но­вре­мен­но, а по­то­му корни урав­не­ния  ко­си­нус 6x = 0 не со­дер­жат­ся среди кор­ней урав­не­ния  ко­си­нус 5x = 0 и не яв­ля­ют­ся по­сто­рон­ни­ми. Оста­ет­ся про­ве­рить серию  дробь: чис­ли­тель: Пи n, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби . Это можно сде­лать под­ста­нов­кой: числа  ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 5 Пи n, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби равны нулю толь­ко для чет­ных n, не де­ля­щих­ся на 4. Тогда ответ к урав­не­нию можно за­пи­сать в сле­ду­ю­щем виде: x = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 12 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: Пи k, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби , k при­над­ле­жит Z , x = дробь: чис­ли­тель: Пи n, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби , n не равно 4p плюс 2, n, p при­над­ле­жит Z .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Обос­но­ван­но по­лу­че­ны вер­ные от­ве­ты в обоих пунк­тах2
Обос­но­ван­но по­лу­чен вер­ный ответ в пунк­те а),

ИЛИ

по­лу­че­ны не­вер­ные от­ве­ты из-за вы­чис­ли­тель­ной ошиб­ки, но при этом име­ет­ся вер­ная по­сле­до­ва­тель­ность всех шагов ре­ше­ния пунк­та а) и пунк­та б)

1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, пе­ре­чис­лен­ных выше0
Мак­си­маль­ный балл2
Источник: А. Ларин. Тре­ни­ро­воч­ный ва­ри­ант № 425