Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д19 C7 № 505911
i

Най­ди­те все целые зна­че­ния n, для каж­до­го из ко­то­рых число  ло­га­рифм по ос­но­ва­нию левая круг­лая скоб­ка 2n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка n в квад­ра­те плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка Будет ра­ци­о­наль­ным.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Сразу за­ме­тим, что n\geqslant2. Кроме того, n в квад­ра­те плюс 2 боль­ше 2n минус 1 так как n в квад­ра­те минус 2n плюс 3 боль­ше 0 для всех n. Из усло­вия сле­ду­ет, что  ло­га­рифм по ос­но­ва­нию левая круг­лая скоб­ка 2n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка n в квад­ра­те плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: p, зна­ме­на­тель: q конец дроби , где p,q  — на­ту­раль­ные. Пе­ре­пи­шем иначе:  левая круг­лая скоб­ка 2n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: p, зна­ме­на­тель: q конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка =n в квад­ра­те плюс 2 или  левая круг­лая скоб­ка 2n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни p = левая круг­лая скоб­ка n в квад­ра­те плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни q . левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка

Так как n в квад­ра­те плюс 2 боль­ше 2n минус 1, по­лу­ча­ем, что p боль­ше q. До­ка­жем, что n в квад­ра­те плюс 2\vdots левая круг­лая скоб­ка 2n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка . В самом деле, раз­де­лим обе части ра­вен­ства (1) на  левая круг­лая скоб­ка 2n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни q , по­лу­ча­ет­ся, что  левая круг­лая скоб­ка 2n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка p минус q пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: n в квад­ра­те плюс 2, зна­ме­на­тель: 2n минус 1 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в сте­пе­ни q . Левая часть  — целое число, зна­чит, и пра­вая часть  — целое число. Зна­чит, n в квад­ра­те плюс 2\vdots левая круг­лая скоб­ка 2n минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка . Те­перь, за­ме­тим, что 2n минус 1  — нечётное число, а зна­чит, из ра­вен­ства (1), n в квад­ра­те плюс 2 тоже нечётно. Зна­чит, n нечётно. Пусть n=2k плюс 1. Тогда по­лу­ча­ем, что  левая круг­лая скоб­ка 2k плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс 2\vdots 2 левая круг­лая скоб­ка 2k плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка минус 1. То есть, дробь  дробь: чис­ли­тель: 4k в квад­ра­те плюс 4k плюс 3, зна­ме­на­тель: 4k плюс 1 конец дроби яв­ля­ет­ся целым чис­лом. Вы­де­лим целую часть:  дробь: чис­ли­тель: 4k в квад­ра­те плюс 4k плюс 3, зна­ме­на­тель: 4k плюс 1 конец дроби =k плюс дробь: чис­ли­тель: 3k плюс 3, зна­ме­на­тель: 4k плюс 1 конец дроби . k=1 не под­хо­дит, k=2  — го­дит­ся, а при k боль­ше 2 по­лу­ча­ем, что 3k плюс 3 мень­ше 4k плюс 1. Таким об­ра­зом, дробь  дробь: чис­ли­тель: 4k в квад­ра­те плюс 4k плюс 3, зна­ме­на­тель: 4k плюс 1 конец дроби яв­ля­ет­ся целым чис­лом лишь при k=2. От­сю­да n=5.

 

Ответ: 5.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Верно по­лу­че­ны все пе­ре­чис­лен­ные (см. кри­те­рий на 1 балл) ре­зуль­та­ты.4
Верно по­лу­че­ны три из пе­ре­чис­лен­ных (см. кри­те­рий на 1 балл) ре­зуль­та­тов.3
Верно по­лу­че­ны два из пе­ре­чис­лен­ных (см. кри­те­рий на 1 балл) ре­зуль­та­тов.2
Верно по­лу­чен один из сле­ду­ю­щих ре­зуль­та­тов:

  — при­мер в п. а;

  — обос­но­ван­ное ре­ше­ние п. б;

  — обос­но­ва­ние в п. в того, что S может при­ни­мать все целые зна­че­ния (от­лич­ные от −1 и 1);

  — обос­но­ва­ние в п. в того, что ра­вен­ства S = −1 и S = 1 не­воз­мож­ны.

1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, пе­ре­чис­лен­ных выше.0
Мак­си­маль­ный балл4
Источник: А. Ларин: Тре­ни­ро­воч­ный ва­ри­ант № 11
Классификатор алгебры: Числа и их свой­ства