Тема . Тождественные преобразования

Раскрываем скобочки, приводим к общему знаменателю

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела тождественные преобразования
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#68076

Найти все целые решения уравнения

√----  √-  (√ -  )2022
 n+ 1−  n =   2− 1

Источники: Росатом-2023, 11.3, Москва (см. olymp.mephi.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Давайте сначала обратим внимание на данные нам числа. Что в них можно увидеть особенного? Что если записать числа в левой части без корня?

Подсказка 2

Верно, без корней они дают разницу единицу, так как отличаются на 1. Но ведь мы можем это сделать, нужно только умножить число на сопряжённое и разделить, чтобы ничего не поменялось. Тогда какое выражение с точки зрения функции у нас получилось? Сколько решений имеет это уравнение?

Подсказка 3

Ага, слева у нас получилась убывающая функция, а справа константа. Откуда это уравнение имеет не более одного решения. Давайте попробуем составить систему из двух уравнений. Что тогда у нас получится?

Подсказка 4

Верно, аналогичными преобразованиями с сопряжёнными числами, получим второй уравнение, а дальше большое страшное n. Осталось понять, почему оно целое. А нельзя ли просто раскрыть скобки по биному Ньютона и посмотреть, что получится? Попробуйте это сделать, и задача решена!

Показать ответ и решение

Заметим, что левая часть уравнения имеет смысл при n ≥0  Выполним преобразование в левой части:

√----  √-   (√n-+1-− √n-)(√n-+1+ √n)      1
 n+ 1−  n = ------√n+-1+-√n-------= √n+-1+-√n-

Следовательно, √----   -
 n+ 1− √n  монотонно убывает с ростом n  , а значит, рассматриваемое уравнение имеет не более одного решения. Учитывая, что (     )(     )
 √2 − 1 √2 +1  =1  , имеем равносильное исходному уравнение             (     )
√n-+-1+√n-=  √2+ 1 2022  . Тогда получим

(
{ √n+-1− √n =(√2− 1)2022   √-   √-    2022  √-    2022
( √n+-1+ √n =(√2+ 1)2022 ⇒ 2 n =( 2 +1)  − (2 − 1)  ⇒

     ( (√2-+1)2022− (√2-− 1)2022)2
⇒ n=   ---------2-----------

Покажем, что найденное число является целым (натуральным). Имеем по биному Ньютона

( √-         √-      )2  (20∑22     k  20∑22         k)2
 ( 2+ 1)2022− ( 2− 1)2022 =     Ck202222 −   (−1)kCk202222  =
                           k=0         k=0

  ( √- 10∑10      )2
=  2 2    C220k+212 2k ,
       k=0

отсюда

   ( √-    2022  √ -   2022)2  (√ -10∑10      )2   (10∑10      )2
n=  (-2-+1)---−-(-2− 1)--  =    2   C22k02+21 2k   =2     C22k02+21 2k   ∈ℤ
              2                  k=0             k=0
Ответ:

 1 ((√   )2022  (√-   )2022)2
4    2+ 1    −   2− 1

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!