Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Най­ди­те все зна­че­ния па­ра­мет­ра a, при каж­дом из ко­то­рых урав­не­ние 2 синус x плюс ко­си­нус x=a имеет един­ствен­ное ре­ше­ние на от­рез­ке  левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка .

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Урав­не­ние имеет ре­ше­ния при любом a из мно­же­ства зна­че­ний функ­ции f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =2 синус x плюс ко­си­нус x, опре­делённой на от­рез­ке  левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби , дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . Найдём мно­же­ство зна­че­ний функ­ции на дан­ном от­рез­ке.

Вы­чис­лим про­из­вод­ную: f' левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =2 ко­си­нус x минус синус x. Решим урав­не­ние f' левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =0:

2 ко­си­нус x минус синус x=0 рав­но­силь­но синус x=2 ко­си­нус x рав­но­силь­но тан­генс x=2 рав­но­силь­но x= арк­тан­генс 2 плюс Пи k,k при­над­ле­жит Z .

Опре­де­лим знаки про­из­вод­ной функ­ции и изоб­ра­зим на ри­сун­ке по­ве­де­ние функ­ции:

Най­дем зна­че­ние функ­ции на кон­цах от­рез­ка и в точке мак­си­му­ма:

f левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка =2 синус дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби плюс ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби =2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

f левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка =2 синус дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби плюс ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби =2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

f_max=2 синус левая круг­лая скоб­ка арк­тан­генс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка арк­тан­генс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка =2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та конец дроби = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та .

Для вы­чис­ле­ния зна­че­ний си­ну­са и ко­си­ну­са ве­ли­чи­ны  арк­тан­генс 2 об­ра­тим­ся к ри­сун­ку: тан­генс от­ме­чен­но­го остро­го угла пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка равен 2, синус и ко­си­нус этого угла на­хо­дим как от­но­ше­ние ка­те­тов к ги­по­те­ну­зе.

Итак, функ­ция f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка на от­рез­ке  левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ; арк­тан­генс 2 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка воз­рас­та­ет, при­ни­мая зна­че­ния из от­рез­ка  левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та пра­вая квад­рат­ная скоб­ка , а на от­рез­ке  левая квад­рат­ная скоб­ка арк­тан­генс 2; дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка убы­ва­ет, при­ни­мая зна­че­ния из от­рез­ка  левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . По­это­му урав­не­ние имеет един­ствен­ное ре­ше­ние при  дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби мень­ше или равно a мень­ше дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби и a= ко­рень из 5 .

 

Ответ:  левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая фи­гур­ная скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та пра­вая фи­гур­ная скоб­ка .

 

При­ве­дем дру­гое ре­ше­ние.

Пре­об­ра­зу­ем вы­ра­же­ние, за­да­ю­щее функ­цию f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =2 синус x плюс ко­си­нус x, путем вве­де­ния вспо­мо­га­тель­но­го угла:

f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =2 синус x плюс ко­си­нус x= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та конец дроби ко­си­нус x плюс дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та конец дроби синус x пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка x минус \varphi пра­вая круг­лая скоб­ка , где \varphi= арк­тан­генс 2.

За­ме­тим, что  дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби мень­ше арк­тан­генс 2 мень­ше дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , и по­сколь­ку функ­ция  ко­си­нус x до­сти­га­ет сво­е­го мак­си­маль­но­го зна­че­ния 1 в нуле, то функ­ция f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка до­сти­га­ет мак­си­му­ма рав­но­го  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та в точке  арк­тан­генс 2. Оста­ет­ся найти зна­че­ния функ­ции f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка на кон­цах от­рез­ка:

f левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка =2 синус дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби плюс ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби =2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

f левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка =2 синус дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби плюс ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби =2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Таким об­ра­зом, функ­ция f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка на от­рез­ке  левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ; арк­тан­генс 2 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка воз­рас­та­ет, при­ни­мая зна­че­ния из от­рез­ка  левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та пра­вая квад­рат­ная скоб­ка , а на от­рез­ке  левая квад­рат­ная скоб­ка арк­тан­генс 2; дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка убы­ва­ет, при­ни­мая зна­че­ния из от­рез­ка  левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . По­это­му урав­не­ние имеет един­ствен­ное ре­ше­ние при  дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби мень­ше или равно a мень­ше дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби и a= ко­рень из 5 .

 

 

При­ведём ещё одно ре­ше­ние.

Пусть  синус x = y, ко­си­нус x = z. Тогда y в квад­ра­те плюс z в квад­ра­те = 1, а урав­не­ние 2 синус x плюс ко­си­нус x=a за­пи­сы­ва­ет­ся в виде 2y плюс z=a.

Введём си­сте­му ко­ор­ди­нат zOy и от­ме­тим на окруж­но­сти ω, за­да­ва­е­мой урав­не­ни­ем y в квад­ра­те плюс z в квад­ра­те = 1, точки A левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка и B левая круг­лая скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка , со­от­вет­ству­ю­щие по­во­ро­ту точки с ко­ор­ди­на­та­ми (1; 0) на угол  дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби и  дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби со­от­вет­ствен­но (см. рис.). Ис­ход­ное урав­не­ние имеет един­ствен­ное ре­ше­ние на от­рез­ке  левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: 3 Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка тогда и толь­ко тогда, когда пря­мая l, за­да­ва­е­мая урав­не­ни­ем y= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби a минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби z, имеет с мень­шей дугой АВ окруж­но­сти ω един­ствен­ную общую точку.

Пусть пря­мая l про­хо­дит через точку А при a = a_A, про­хо­дит через точку В при a =a_B и ка­са­ет­ся окруж­но­сти ω при a = a_C. Тогда ис­ко­мы­ми яв­ля­ют­ся все зна­че­ния па­ра­мет­ра из по­лу­ин­тер­ва­ла  левая квад­рат­ная скоб­ка a_B, a_A пра­вая круг­лая скоб­ка и a_C.

Под­став­ляя ко­ор­ди­на­ты точек A и B в урав­не­ние пря­мой l, на­хо­дим:

a_A=2y_A плюс z_A=2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ,

a_B=2y_B плюс z_B=2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Зна­че­ние aC опре­де­лим сле­ду­ю­щим об­ра­зом: ка­са­нию пря­мой и окруж­но­сти со­от­вет­ству­ет един­ствен­ное ре­ше­ние си­сте­мы урав­не­ний y в квад­ра­те плюс z в квад­ра­те = 1 и 2y плюс z=a_C, то есть един­ствен­ное ре­ше­ние урав­не­ния y в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка a_C минус 2y пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те =1. При­ве­дем его к виду 5y в квад­ра­те минус 4a_Cy плюс левая круг­лая скоб­ка a_C в квад­ра­те минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =0 и най­дем дис­кри­ми­нант D=20 минус 4a в квад­ра­те _C, ко­то­рый об­ра­ща­ет­ся в нуль при a_C= \pm ко­рень из 5 . Ка­са­нию пря­мой и окруж­но­сти в I чет­вер­ти со­от­вет­ству­ет по­ло­жи­тель­ное зна­че­ние па­ра­мет­ра, тем самым, a_C = ко­рень из 5 .

Итак,  дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби мень­ше или равно a мень­ше дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби и a= ко­рень из 5 .


-------------
Дублирует задание № 525382.
Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Обос­но­ван­но по­лу­чен пра­виль­ный ответ.4
С по­мо­щью вер­но­го рас­суж­де­ния по­лу­че­ны все зна­че­ния a, но не­ко­то­рые гра­нич­ные точки вклю­че­ны/ис­клю­че­ны не­вер­но.3
С по­мо­щью вер­но­го рас­суж­де­ния по­лу­че­ны не все зна­че­ния a.2
За­да­ча верно све­де­на к ис­сле­до­ва­нию вза­им­но­го рас­по­ло­же­ния гра­фи­ка функ­ции и пря­мой (ана­ли­ти­че­ски или гра­фи­че­ски).1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, пе­ре­чис­лен­ных выше.0

Аналоги к заданию № 519519: 519545 Все

Источники:
Классификатор алгебры: Ком­би­на­ция «кри­вых», Урав­не­ние окруж­но­сти