Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 18 № 526808
i

При каких зна­че­ни­ях па­ра­мет­ра a об­ласть зна­че­ний функ­ции

y= дробь: чис­ли­тель: синус x плюс 2 левая круг­лая скоб­ка 1 минус a пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: a минус ко­си­нус в квад­ра­те x конец дроби

со­дер­жит от­ре­зок [1; 2]?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

По­ла­гая z= синус x, b=1 минус a, пе­ре­пи­шем урав­не­ние в виде:

y= дробь: чис­ли­тель: z плюс 2b, зна­ме­на­тель: z в квад­ра­те минус b конец дроби ,

где y при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 1;2 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка , а z при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка минус 1;1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . Даль­ней­шие рас­суж­де­ния свя­жем с со­от­но­ше­ни­ем

yz в квад­ра­те минус z минус 2b минус yb=0,

ко­то­рое будем рас­смат­ри­вать как урав­не­ние от­но­си­тель­но пе­ре­мен­ной z. Это урав­не­ние может иметь лиш­ние корни, ко­то­рые, если они су­ще­ству­ют, будут вы­яв­ле­ны в даль­ней­шем при рас­смот­ре­нии си­сте­мы

 си­сте­ма вы­ра­же­ний z плюс 2b=0,z в квад­ра­те минус b=0. конец си­сте­мы .

Имея это в виду, рас­смот­рим квад­рат­ный трёхчлен

f левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка =yz в квад­ра­те минус z минус 2b минус yb.

Тогда за­да­чу можно пе­ре­фор­му­ли­ро­вать сле­ду­ю­щим об­ра­зом: при каких зна­че­ни­ях па­ра­мет­ра b для лю­бо­го y при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 1;2 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка су­ще­ству­ет ко­рень квад­рат­но­го трёхчле­на f левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка , при­над­ле­жа­щий от­рез­ку [−1; 1]?

За­ме­тим, что квад­рат­ный трёхчлен f левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка имеет корни толь­ко в слу­чае, когда f левая круг­лая скоб­ка z_0 пра­вая круг­лая скоб­ка \leqslant0, где z_0  — абс­цис­са вер­ши­ны па­ра­бо­лы  — гра­фи­ка рас­смат­ри­ва­е­мо­го трёхчле­на, с учётом того, что z_0= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2y конец дроби , при­хо­дим к рас­смот­ре­нию не­ра­вен­ства

 минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4y конец дроби мень­ше или равно b левая круг­лая скоб­ка y плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка ,

ко­то­рое при y при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 1;2 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка рав­но­силь­но не­ра­вен­ству

b\geqslant минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4y левая круг­лая скоб­ка y плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби .

Если те­перь рас­смот­реть функ­цию g левая круг­лая скоб­ка y пра­вая круг­лая скоб­ка = минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4y левая круг­лая скоб­ка y плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби , то так как g' левая круг­лая скоб­ка y пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше 0 для y при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 1;2 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка , своё мак­си­маль­ное зна­че­ние она при­ни­ма­ет на пра­вом конце рас­смат­ри­ва­е­мо­го от­рез­ка. А по­сколь­ку

g левая круг­лая скоб­ка 2 пра­вая круг­лая скоб­ка = минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 32 конец дроби ,

то не­ра­вен­ство b\geqslant минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4y левая круг­лая скоб­ка y плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби будет вы­пол­нять­ся при всех b\geqslant минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 32 конец дроби . Сле­ду­ю­щий шаг в ре­ше­нии за­да­чи со­сто­ит в том, чтобы среди най­ден­ных зна­че­ний па­ра­мет­ра b, при ко­то­рых су­ще­ству­ют корни урав­не­ния yz в квад­ра­те минус z минус 2b минус yb=0, вы­брать те зна­че­ния, при ко­то­рых хотя бы один из кор­ней при­над­ле­жит от­рез­ку [−1; 1].

Но по­сколь­ку z_0= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2y конец дроби и 1 мень­ше или равно y\leqslant2, то  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби мень­ше или равно z_0 мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , и по­это­му хотя бы один ко­рень квад­рат­но­го трёхчле­на f левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка будет при­над­ле­жать от­рез­ку [−1; 1] при тех зна­че­ни­ях па­ра­мет­ра b, при ко­то­рых спра­вед­ли­во не­ра­вен­ство f левая круг­лая скоб­ка минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка \geqslant0, то есть когда

b мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: y плюс 1, зна­ме­на­тель: y плюс 2 конец дроби =1 минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: y плюс 2 конец дроби .

Функ­ция h левая круг­лая скоб­ка y пра­вая круг­лая скоб­ка =1 минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: y плюс 2 конец дроби , гра­фи­ком ко­то­рой яв­ля­ет­ся ги­пер­бо­ла, при­ни­ма­ет наи­мень­шее своё зна­че­ние на от­рез­ке [1; 2], рав­ное  дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби при y=1, и по­это­му b мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

Объ­еди­няя по­лу­чен­ные ре­зуль­та­ты, при­хо­дим к вы­во­ду, что

 минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 32 конец дроби мень­ше или равно b мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

Рас­смот­рим те­перь слу­чай, когда в со­от­но­ше­нии y= дробь: чис­ли­тель: z плюс 2b, зна­ме­на­тель: z в квад­ра­те минус b конец дроби

 си­сте­ма вы­ра­же­ний z плюс 2b=0,z в квад­ра­те минус b=0. конец си­сте­мы .

Решая эту си­сте­му, на­хо­дим, что либо b=z=0, либо b= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби , z= минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . При b=0 ра­вен­ство y= дробь: чис­ли­тель: z плюс 2b, зна­ме­на­тель: z в квад­ра­те минус b конец дроби пе­ре­пи­сы­ва­ет­ся в виде

 дробь: чис­ли­тель: z плюс 2b, зна­ме­на­тель: z в квад­ра­те минус b конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: z конец дроби =y,

и зна­че­ния y при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 1;2 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка до­сти­га­ют­ся при зна­че­ни­ях z при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ;1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . При b= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ра­вен­ство y= дробь: чис­ли­тель: z плюс 2b, зна­ме­на­тель: z в квад­ра­те минус b конец дроби за­пи­сы­ва­ет­ся в виде

 дробь: чис­ли­тель: z плюс 2b, зна­ме­на­тель: z в квад­ра­те минус b конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: z минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец дроби =y,

и зна­че­ния y при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 1;2 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка до­сти­га­ют­ся при зна­че­ни­ях z при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка 1; дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . Но у нас z при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка минус 1;1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка и, таким об­ра­зом, зна­че­ние b= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби не удо­вле­тво­ря­ет тре­бо­ва­ни­ям за­да­чи. Итак,

b при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 32 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка .

Воз­вра­ща­ясь к па­ра­мет­ру a, по­лу­ча­ем: a при­над­ле­жит левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: 33, зна­ме­на­тель: 32 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка .

 

Ответ:  левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: 33, зна­ме­на­тель: 32 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Обос­но­ван­но по­лу­чен вер­ный ответ.4
С по­мо­щью вер­но­го рас­суж­де­ния по­лу­че­ны все вер­ные зна­че­ния па­ра­мет­ра, но ре­ше­ние не­до­ста­точ­но обос­но­ва­но.3
С по­мо­щью вер­но­го рас­суж­де­ния по­лу­чен про­ме­жу­ток, со­дер­жа­щий вер­ный ответ, либо со­дер­жа­щий­ся в вер­ном про­ме­жут­ке.2
За­да­ча све­де­на к ис­сле­до­ва­нию вза­им­но­го рас­по­ло­же­ния ча­стей двух па­ра­бол.1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, пе­ре­чис­лен­ных выше.0
Мак­си­маль­ный балл4
Классификатор алгебры: Функ­ции, за­ви­ся­щие от па­ра­мет­ра
Методы алгебры: Вве­де­ние за­ме­ны, Ис­поль­зо­ва­ние кос­вен­ных ме­то­дов, Ис­поль­зо­ва­ние сим­мет­рий, оце­нок, мо­но­тон­но­сти