Файл: Василевский, А. Б. Методы решения задач учебное пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 21.10.2024

Просмотров: 92

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

х2 =

(2 — а) — у а2— 20а + 84

8

 

Очевидно, хх > х2. Поэтому точки, координаты (х, а) которых удовлетворяют уравнению

_ (2 — а) + У а 2 — 20а + 84

принадлежат кривым AM и BE.

Точки, координаты которых удовлетворяют уравнению

 

 

 

(2 — а) — У а2— 20а + 84

принадлежат кривым АК и BD.

а >

14, то

 

Получаем ответ: если а < 6 или

 

(2 — а) — У а2— 20а + 84 ^

(2 — а) + ] / а 2— 20а + 84

 

8

 

< Х <

 

 

 

8

 

 

 

Упражнения

 

 

 

1. Решить системы уравнений:

 

 

 

 

1) х 3 + 2х 2у

х у 2 — 2I/3 = 0,

2)

х у

= 6,

|

х 2 А ~У 2 = 8;

 

уг = 3, 1

 

 

 

 

хг =

2;

j

3) (x +

i/)2- 2

2 = 4,

j

4)

х +

1/+ г = 4,

(У +

г )2 —

х2 = 2,

1

х2 +

(/2 +

г2 = 14,

(z +

x ) 2 - y

2 = 3;

J

ху + xz уг = 5;

5) х 2 + х у + 4 x z — 4г2 = 0, У2 + х у + 4 у г —8г2 = 0,

ху г = 8.

2.Решить систему уравнений с четырьмя неизвестными:

ху + xz + yz — 27, yz A-ty A-tz = о,

2X + /2 + /X = 0, XI/ + /х + t y = 0.

3. Решить неравенства: 1) х2 — | Зх + 2 | + х > 0;

2) Xs + Xе —4х4 + х2 + 1> 0 .

61


4. Решить систему неравенств:

Л'4 - г 4 л:3 — 8.V + о ■

4 — * < 0.

5. Известно, что система уравнений

a (-V2 -I- Уг) + х + У -

у — * = b

:о,

ь, \

J

имеет действительные

решения при любом действительном Ь. Доказать, что а =0.

6 . Решить систему уравнений:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*• + 0 +

г =

3,

|

 

 

 

 

 

 

 

 

2ху — z2 = 4. J

 

 

 

 

7.

Построить график функции у =

| х2 — .г — 2 | +

1.

 

 

Решить

8.

Построить графики

уравнений 2*— 3 | у \ =

1 и |* | \ - 2 у --=4.

систему уравнений (графически и аналитически):

 

 

 

 

 

 

 

 

2* — 3 | ;/1=

1,

 

 

 

 

 

 

 

 

|дс| +

20 =

4.

 

 

 

 

 

9.

Корни уравнения

ах- + 6* +

с =

0 действительны,

Увеличить

меньший

корень и уменьшить

больший

корень

на

единицу.

Составить

повое уравнение,

для которого полученные два

числа являются

корнями.

 

 

 

 

 

 

 

 

10.

Построить

в одной и

той же

системе

 

 

 

 

координат графики

уравнений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* — I У + 1 I = 1.

 

(а)

 

 

 

 

 

 

 

х* + у =

10.

 

(б)

По построенным графикам найти (с точностью до 0 , 1) решения системы уравнений (а) и (б). Уточнить полученные решения этой системы вычислением.

11. На рис. 31 изображены графики урав­ нений х — I 0 + 1 I = 1 , х2 у = а (для неко­ торых значений параметра а). Назвать эти зна­ чения а. Определить в системе уравнений

 

 

* - ( ( / + 1 1 = 1 ,

 

 

 

 

х2 + у = а

 

 

 

множество значений а, при

которых эта систе­

ма: 1) имеет одно решение;

2 ) имеет два

реше­

ния; 3) не имеет решений.

 

 

= 3,

12.

Построить графики уравнений: * 0

х2+ 0 2 = 4,

* 4 +

0 4 = 16,

хй+

0 ° = 64.

Как

изменяется

форма

фигуры,

ограниченной гра­

фиком

уравнения *" + уп =

2п

с увеличением

п? К

какой линии стремится

этот график,

если п -*■+

со (п — целое положительное число)?

13. Пусть т и к — число решений соответственно систем уравнений

*n + 0 " = 2+

* 0 =3

](,г>2)-

1 * 2 + 0 2

4, 1

*0 = 3

 

 

Верно ли неравенство т > к?

 

 

62


14. Решить систему уравнений

х + У + ху — 7, 1

х" + у" ХУ — 13. J

15.1) Построить графики уравнений:

 

( / = | л - + 1 | , у = \ х — 1\, ^ =—! х + 11 + IJC — 1 I-

2)

Указать множество значений а, при которых уравнение

 

| х + 1 | + | х - 1 | = а

не имеет действительных решений.

16.

Найти все пары целых чисел х и у, удовлетворяющих уравнению х2

ху +

5(/ = 121.

17.

1) Построить графики уравнений: у \ х — 1 | = 0, у = |х + 2 |, у —

=\ х + 2 \ \ х - 1 \ .

2)Решить неравенство — 1 11 х + 2 | > 4 .

18.При каких значениях а решения (х , у) системы уравнений

 

 

 

 

 

 

ах = а -f- 1, "1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 2ау — — 1

J

 

 

 

 

таковы,

что х > 0,

у <

О?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19.

При каких значениях т система уравнений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 1)х — ту — 4, 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зх — 5у — т

J

 

 

 

 

имеет такие решения (х, у),

для которых х — ( /< 2?

рх +

q = 0,

не решая его.

20.

Найти сумму квадратов корней уравнения х2 +

21.

Построить графики уравнений |2x + 3i/| = 5,

\2 х — Зу | =

1. Решить си­

стему этих

уравнений.

 

уравнений

| х | + | «/1=

5,

ху = — 6. Решить систему

22.

Построить графики

этих уравнений.

что если функция у — ах2

Ь х с

принимает целые значения

23.

Доказать,

при всех целых х,

то 2а, 26,

с — целые числа.

 

 

 

 

 

24.

Определить, между какими двумя наиболее близкими друг к другу целыми

числами

расположены коэффициенты р и q

уравнения

х2 +

рх + q = 0, если его

корни

и х2 удовлетворяют неравенствам —

г =

 

— 4,

2 < х 2< 3 .

25.

Найти х4 +

(/1 +

г'1,

зная, что х + ( / +

0 и х2 +

У2+ г2 = а .

26.

Составить уравнение второй степени, один из корней которого был бы

равен сумме, а другой произведению корней уравнения ах2 + Ьх +

с = 0.

27.

При каких

значениях а

неравенство х2(8а — 2 )х + 1 5 а 2 — 2а — 7 > 0

выполняется: 1) при всех действительных

значениях х; 2) при всех действитель­

ных значениях х, кроме одного?

 

 

 

 

 

 

х

 

28.

Решить относительно х неравенство +

3 (ах — 8) +

 

-д- < 4 + 0 ,5 ) — 5.

29.

Построить

графики

функций:

у = — | х | ,

г/ = 2 [ а: + 6 | ,

i / = | x — 6 [,

1/ = 2 | х +

6| — | х | + | х — 6|

и

с их

помощью:

1)

найти

множество решений

уравнения

2 [х + 6| — |х | +

|х — 6 | = а ,

если а =

18 и а =

6;

 

2) определить число решений уравнения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ] хг Н- 6 | — | х 1+ I х — 6 | = а,

 

 

если а < 6 ,

6 < а < 1 8 ,

а > 1 8 ,

и решить неравенство

 

 

 

 

 

6 < 2 | х +

6 | - | х |

+ Jх — 6 1<

18;

 

 

63


3) решить графически систему уравнений

 

у — \х — 6 | = 0,

|

| .V+ 61 = 0 ,5(/

J

и уточнить графические решения этой системы с помощью вычислений

4) решить систему неравенств:

// — |х — 6 | > 0 ,

|

I ■* + 6 | > 0,5у.

|

30. Построить график уравнения у = | х2 — | х 11 и найти множество значений а, при которых уравнение | х 2 — | х | | = а имеет различное число решений (четыре, три, два, шесть или ни одного).',

Решить неравенство]

| х2 — | х11 < 0,25.

31. 1) Построить график функции у = |2 — х | + | 3 — х | + |7 — х |. Опре­ делить по графику ее наименьшее значение. Почему наименьшее значение эта

функция

принимает в одной из тех точек, в которых одно из слагаемых |2 — х |,

| 3 — х I,

| 7 — х | обращается в нуль?

2) Найти наименьшее значение функции

y = \cii — x\ + \ai — x\ + \aB— x\,

если a1< a 2< a 3.

32. Определить, при каких значениях а все корни уравнения

х3 — ах -)- (2а — 8) = 0

действительны.

33. Построить графики уравнений х + ( / + 8 = 0, х2 + //2-|-6х-|-2// = 0 н найти множество значений а, при которых система уравнений

x + ( / + a = 0,

1

х2 И- У2 + 6* + = 0 J

не имеет действительных решений.

34. Решить уравнения 2Х3 — 5ха + 6х — 2 = 0 и 6х3 — Зх2 — 2х + 1 = 0, если известно, что они имеют общий корень.

35. 1) Построить графики функций (/1 = 27х3, уг = — 9х2 + 48х — 20; ;2) ре­ шить уравнение 27Х 3 + Эх2 — 48х + 20 = 0, если известно, что два из его корней равны друг другу.

§ 4. Р а ц и о н а л ь н ы е у р а в н е н и я и н е р а в е н с т в а

Решение уравнений с двумя параметрами1

Общий вид уравнения относительно

х с двумя

параметрами а и b

F(x, а, Ь) =

0.

(1)

Очевидно, что каждой паре чисел (а, Ь) функция F ставит в соот­ ветствие определенное значение х.

1 Материал

для

этого пункта заимствован из

статьи А. Я. Маргулиса,

А. Г. Мордковича,

Б. А. Радунского «Еще раз об

уравнениях с параметрами»

(«Квант», 1970,

12).

 

64


Упорядоченную пару чисел (а, Ь) можно интерпретировать как точку на координатной плоскости. В этом случае устанавливается взаимно однозначное соответствие между всеми уравнениями вида (1), если F задана, и точками плоскости.

Введем прямоугольную систему координат аОЬ и каждому урав­ нению вида (1) поставим в соответствие точку плоскости аОЬ с коор­ динатами (а, Ь). Эта координатная плоскость называется плоскостью параметров. Такое соответствие дает воз­ можность наглядно представить множест­ во допустимых значений параметров.

Поясним сказанное примером. Пример 1. Решить уравнение

+ b

2а b

2а

п

(4)

 

а + х

 

х

=

0.

 

 

 

 

 

 

Построим прямоугольную систему ко­

 

ординат аОЬ (рис. 32). На

этой

плоскос­

 

ти будем

постепенно отмечать те ее точки,

 

координаты (а,

b)

которых

не

являются

Рис. 32

допустимыми значениями параметров дан­

 

ного уравнения (2).

 

 

 

 

Очевидно,

при b — 0 уравнение (2) не имеет смысла, т. е. для

любой пары чисел (а, 0) это уравнение не имеет решений. Итак, из

дальнейшего рассмотрения исключаются все точки,

расположенные

на оси Оа.

 

 

 

 

 

 

Пусть

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6=5^0 и

 

 

 

(3)

В этом случае

после освобождения от

знаменателей

и

приведения

подобных

членов

уравнение (2) приводится к виду

 

 

 

 

 

а (х2— 2Ьх +

Ь2а2) = 0.

 

(4)

Теперь

ясно,

что если а = 0,

то решением уравнения

(4) в силу

условия (3) является любое значение х, отличное от нуля.

Итак,

для

всякой пары чисел (0,

Ь), кроме 6 =

0,

решениями

уравнения

(2)

являются любые числа,

кроме х = 0.

 

 

Если а Ф 0,

b Ф 0, х ф ±г а, то уравнение (4) эквивалентно такому:

 

 

 

х2— 2Ьх + Ь2а2 = 0.

 

 

Его решения: хг = b + а, х2 = b а.

 

 

Эти решения получены в предположении,

что x ^ z !z a . Поэтому

рассмотрим случаи,

когда хх =

i t а или

х2 =

а.

Если хг = а или

х2 = а,

то

Ь — 0.

Но

Ь Ф 0. Следовательно,

хг Ф а и х2ф а.

 

 

то 6 = —2а. Но тогда х2= —За.

Если хх = —а, т. е. Ьфа = а,

5 А. Б. Василевский

65