86345 (612728), страница 5
Текст из файла (страница 5)
и ,
,
.
Если , то по аналогии с предыдущим получаем
,
,
.
Ответ: ,
,
;
,
,
.
Пример 53 Решить систему уравнений
8383()
Решение. Из первого уравнения системы 83 вычем второе уравнение, тогда . Умножим на
обе части последнего уравнения и получим
откуда следует . В таком случае первое уравнение системы 83 принимает вид
. Следовательно,
.Так как
, то
Ответ: ,
,
;
,
,
.
Пример 54 Решить систему уравнений
8484()
Решение. Обозначим и
. Тогда из первого уравнения системы 84 следует, что
.
Преобразуем второе и третье уравнения системы 84 следующим образом:
8585()
Из второго уравнения системы 85 следует, что необходимо рассмотреть два случая.
1) Пусть . Тогда
, а из первого уравнения системы 85 получаем
. Так как
и
, то имеет место система уравнений
из которой следует ,
,
и
,
,
.
2) Пусть , тогда
. Если данрое выражение для
подставить в первое уравнение ситемы 85, то получим квадратное уравнение относительно переменной
вида
, которое имеет два корня
и
.
Если , то
и из первого уравнения системы 85 получаем
. В таком случае
и ,
,
,
,
,
.
Если , то
,
и
Отсюда следует ,
,
,
,
,
.
Ответ: См. выше.
Пример 55 При каких значениях параметра система неравенств
8686()
имеет единственное решение?
Решение. В систему неравенств 86 переменные ,
входят симметрично, поэтому единственное ее решение необходимо искать в виде
и
, где
.
Подставим в любое из неравенств системы 86, тогда
или
. Для того, чтобы квадратное неравенство имело бы единственное решение, необходимо его дискриминант приравнять нулю, т.е.
,
и
.
Ответ: .
10. Методы решения уравнений, содержащих целые или дробные части числа
К числу нестандартных относятся методы решения уравнений, которые содержат целые и (или) дробные части действительных чисел. В программе школьной математики методы решения таких уравнений не изучаются. В настоящем разделе применение существующих методов и приемов иллюстрируется на примерах решения ряда уравнений.
Целой частью действительного числа (или Антье) называется наибольшее целое число, не превосходящее
, и это число обозначается через
. Очевидно, что
. Разность
называется дробной частью числа
(или Мантисса) и обозначается через
. Из определения следует, что
. Кроме того, справедливо равенство
8787()
Например, имеет место ,
,
,
и
,
,
.
Отметим некоторые свойства введенного выше понятия целой части действительного числа.
Для произвольных действительных чисел
имеет место неравенство
Кроме того, для любого действительного числа справедливо
8888()
Перейдем теперь к рассмотрению уравнений, содержащих целую и (или) дробную части неизвестной перенной.
Задачи и решения
Пример 56 Решить уравнение
8989()
Решение. Поскольку является целым числом, то
--- тоже целое число. Следовательно, число
также является целым. В таком случае
и уравнение 89 принимает вид
или
. Целыми корнями последнего уравнения являются
и
.
Ответ: и
.
Пример 57 Решить уравнение
9090()
Решение. Рассмотрим последовательно три случая.
Если , то
и
, т.е. решением уравнения 90 могут быть только
.
Пусть , тогда из уравнения 90 следует, что
. Так как
и
, то получаем систему неравенств
Решением данной системы неравенств являются .
Если , то
и
. Следовательно, уравнение 90 не имеет корней среди
.
Ответ: .
Пример 58 Решить уравнение
9191()
Решение. Используя свойство 88, можно записать
Так как , то, складывая почленно три приведенные выше неравенства, получим
Отсюда, принимая во внимание уравнение 91, следуют неравенства
9292()
Поскольку в этом случае следует, что
или
. Так как
--- целое число, то отсюда получаем, что
или
. Следовательно, имеем
.
Из уравнения 91 следует, что --- целое число. Так как
, то остается лишь проверить целые значения
от
до
. Нетрудно установить, что решениями уравнения 91 являются
,
и
.
Ответ: ,
,
.
Пример 59 Решить уравнение
9393()
Решение. Из формулы 87 следует, что . В этой связи уравнение 93 можно переписать, как
.
Отсюда следует уравнение
9494()
Очевидно, что является корнем уравнения 94. Положим, что
. Тогда разделим обе части уравнения 94 на
и получим уравнение
9595()
Рассмотрим последовательно несколько случаев.
Если , то
и
. В таком случае
.
Если , то
и
.
Если , то
и
, тогда
.
Если , то
,
и
. Отсюда следует, что уравнение 95 корней не имеет.
Следовательно, уравнение 93 имеет единственный корень .
Ответ: .
Пример 60 Решить уравнение
9696()
Решение. Решая тригонометрическое уравнение 96, получаем
9797()
где --- целое число. Из уравнения 97 получаем совокупность двух уравнений
или
. Левые части обоих уравнений являются целыми числами, в то время как их правые части (за исключением случая
в первом уравнении) принимают иррациональные значения.
Следовательно, равенство в уравнениях совокупности может иметь место только в том случае, когда правые их части являются рациональными (точнее, целыми) числами. А это возможно лишь в первом уравнении при условии, что . В этом случае получаем уравнение
, откуда следует
или
.
Ответ: .
Пример 61 Решить уравнение
9898()
Решение. Левая часть уравнения 98 принимает только целые значения, поэтому число является целым.
Так как , то при любом целом
многочлен
представляет собой произведение трех последовательно расположенных на числовой оси
целых чисел, среди которых имеется хотя бы одно четное число и число, кратное трем. Следовательно, многочлен
делится на
без остатка, т.е.
является целым числом.
В этой связи и уравнение 98 принимает вид
или
9999()
Так как , то корнями уравнения 99 являются
,
и
.
Ответ: ,
,
.
Пример 62 Доказать равенство
100100()
для произвольного действительного числа .
Доказательство. Любое число можно представить или как
, или как
, где
--- целое число и
.
Рассмотрим два возможных случая.
1) Пусть . Так как
, то
и
.
2) Пусть , тогда
и
.
Таким образом, равенство 100 выполняется для каждого из двух рассмотренных выше случаев. Следовательно, равенство 100 доказано.
Заключение
Применение нестандартных методов решения задач по математике требует от старшеклассников и абитуриентов нетрадиционного мышления, необычных рассуждений. Незнание и непонимание таких методов существенно уменьшает область успешно решаемых задач по математике. Тем более, что имеющая место тенденция к усложнению конкурсных заданий по математике стимулирует появление новых оригинальных (нестандартных) подходов к решению математических задач. Следует отметить, что знание нестандартных методов и приемов решения задач по математике способствует развитию у старшеклассников нового, нешаблонного мышления, которое можно успешно применять также и в других сферах человеческой деятельности (кибернетика, вычислительная техника, экономика, радиофизика, химия и т.д.).
Литература
1. А.И.Назаров «Задачи-ловушки», Мн., «Аверсэв»,2006
2.С.А. Барвенов «Математика для старшеклассников», «Аверсэв»,2004
3. О.Н. Пирютко «Типичные ошибки на централизованном тестировании», Мн., «Аверсэв»,2006
4. С.А. Барвенов «Методы решения алгеброическиж уравнений», «Аверсэв»,2006