Уравнения с целой и дробной частями
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Заметим, что левая часть принимает всегда целые значения. Значит, и правая часть должна принять целое значение, но поэтому это возможно только при т.е. когда — целое число. Тогда данное уравнение примет вид
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Можно заметить, что так как справа от равенства целое число, — целое, значит и тоже целое.
Ограничим сверху. Так как при значение будет слишком большим, то ограничим сверху:
Из последнего неравенства получаем, что иначе при имеем, что
Ограничим снизу. Докажем, что . Так как при значение будет слишком малым, то ограничим снизу:
При левая часть меньше значит
Получили, что
При имеем
но и не попадает в промежуток.
При имеем
где
Значит, существует одно решение
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Из последней строчки делаем вывод, что чтобы было корнем, необходимо и достаточно, чтобы Поскольку то может принимать только целые значения от 0 до 5 включительно. Решаем все 6 уравнений и отбираем среди их только подходящие по ограничениям
1)
2)
3)
4)
5)
6)
Итого, мы нашли 6 корней исходного уравнения.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите систему уравнений
Перепишем первое уравнение в следующем виде:
Получили, что правая часть представляет из себя целое число. Значит, левая часть — это тоже целое число. Так как то получаем, что Аналогично для второго и третьего уравнений получаем, что
Тогда получаем следующую систему:
Из последней системы получаем, что Тогда получили, что
где Так как то имеем, что
для любого
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Найдите все , для которых
где — целая часть числа , — дробная часть числа , то есть .
Подсказка 1
Попробуем оценить x. Каким будет значение левой части, если x будет достаточно маленьким? А при каких x значение левой части уже превысит 7/3?
Подсказка 2
Рассмотрите случаи x < 0 и x >= 2.
Подсказка 3
Правильно, при таких случаях значение левой части точно будет меньше или больше правой. Какие тогда значения может принимать [x]?
Если то
Если то
Остаётся два варианта:
Соответственно или
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Числа таковы, что
Найдите .
Замечание. обозначает дробную часть числа
Заметим, что
Значит, — целое число. Рассмотрим возможные остатки этого числа при делении на 3:
1)
Это значение достигается, например, при тогда
2)
Это значение достигается, например, при тогда
3)
Это значение достигается, например, при тогда
В итоге все возможные значения — это и
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Сколько решений имеет уравнение ?
Распишем целую часть:
Оценим последнее слагаемое:
Тогда получаем ограничения на уравнение:
Итого получили следующие ограничения:
Рассмотрим случаи:
Итого, всего решения.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Найдите все , для которых
Подсказка 1
[(8x+19)/7] — это некоторое целое число, пусть k. Тогда мы можем оценить выражение внутри целой части через k.
Подсказка 2
Получилось неравенство с двумя переменными, надо точно избавиться от одной. Как это можно сделать?
Подсказка 3
С одной стороны [(8x+19)/7] равно k, с другой — 16(x+1)/1. Можно выразить х через k! Останется лишь решить неравенство для целого k.
Сделаем замену:
Так как равняется целой части какого-то числа, то Получается,
Отсюда по свойству целой части
Выразим через
и подставим в неравенство:
Так как — целое, то Теперь подставим каждое возможное значение k в формулу
и получим
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите систему уравнений:
Подсказка 1
Пользуясь свойством х = [х] + {х}, что можно сделать с уравнениями в условии, чтобы получить уравнение на х+у+z?
Подсказка 2
Верно, сложить все 3 уравнения. Затем попробуйте вычесть из полученного уравнения все уравнения из условия и получить следствие
Подсказка 3
Если дробная часть лежит в промежутке [0, 1), то что можно сказать, пользуясь предыдущим следствием про [х], [у], [z]?
Подсказка 4
Правильно, что они лежат в определенных промежутках и в этих промежутках ровно по 1 целому числу, а значит, целые части и равны этому числу.
Давайте вспомним, что для любого числа верно: Тогда сложим все эти три уравнения, применив это тождество, и получим:
Теперь вычтем из полученного уравнения каждое уравнение системы:
Теперь воспользуемся следствием из тождества:
Так как дробная часть любого числа лежит в полуинтервале то получим следующие неравенства:
Тогда получим, что Откуда получим, что Тогда
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Дано натуральное число Определим функцию
Докажите, что существует такое натуральное что , но
Напомним, что — целая часть то есть наибольшее целое число, не превосходящее а — дробная часть
Источники:
Для решения задачи нам понадобится два классических утверждения из теории чисел.
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Теорема Дирихле. Для любого иррационального числа и натурального числа найдется такое число , , что или .
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Теорема Кронекера. Для любого иррационального числа и любых чисел , , , найдется такое натуральное число , что .
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Применим теорему Дирихле для и и найдем такое , что
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
В первом случае имеем неравенство . Применим теорему Кронекера для
получим, что найдется такое , что . Для этого имеем
Следовательно, и . Поскольку
дробная часть числа меньше, чем , поэтому
В итоге поэтому
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________
В случае выполняется неравенство
Применяя теорему Кронекера для
получим, что найдется такое , что . Для этого имеем
Следовательно, и . Поскольку
дробная часть числа меньше, чем , поэтому
В итоге поэтому
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение .
Подсказка 1
В задачке есть и x, и {x}, и [x] —> уменьшаем количество переменных за счёт связки x = [x] + {x}. Можете даже для удобства заменить целую и дробную части на отдельные переменные
Подсказка 2
Теперь перед нами квадратный трёхчлен относительно любой из новых переменных. Уравнение с двумя переменными честно не решается —> ищите нечестные способы! Что с квадратным трёхчленом всегда полезно делать?
Подсказка 3
Выделите полный квадрат, внимательно вглядитесь в то, что перед вами написано и сходу получите значения заменённых переменных – от них уже к иксу вернуться легко!
Пусть и . Тогда
Это возможно только при . Значит, .
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Найти число решений в натуральных числах уравнения
Подсказка 1
Внимательно читаем условие: мы теперь решаем уравнение в натуральных числах! Да ещё и просят нас найти не сами иксы, а их количество, так что их, наверное, немало. Важная переформулировка: фактически перед нами просто уравнение на неполные частные икса при делении на 10 и на 11, так что сам икс удобно представить в каком-то другом виде…
Подсказка 2
Вспомните определение деления с остатком: x = yk + r (0 ≤ r < y). Попробуйте представить икс в таком виде конкретно для деления на 11 – тогда одна из целых частей превратится в компактную буковку, а вторую можно будет преобразовать, выделив целую часть (поэтому мы и взяли 11, а не 10, ведь 11/10= 1 + 1/10, а вот 10/11 сама по себе дробная часть)
Подсказка 3
Теперь мы получили уравнение на одну целую часть! Из него можно равносильно перейти к ограничениям на наши новые переменные и, учитывая ограничения на остаток, которое вы, надеюсь, не забыли, для каждого остатка установить количество подходящих ему неполных частных. Правило умножения, и задача убита!
Пусть , где . Тогда
Значит, и . Мы знаем, что от 0 до 10, значит, для будет по 10 вариантов (, ), где в каждом . Итого вариантов.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Подсказка 1
Каким числом является правая часть? Попробуем оценить значение левой части!
Подсказка 2
Правая часть является целым числом, значит, и левая тоже. Чему тогда может быть равен корень?
Подсказка 3
Корень может быть равен только 1! Тогда мы сможем сказать, каким должен быть х. Осталось лишь выразить x и посмотреть, какой тогда будет правая часть уравнения!
С учётом того, что правая часть является целым числом, а , получаем, во-первых, . Тогда . А во-вторых, . Далее рассмотрим случаи:
- — но у такого уравнения решений в целых числах нет.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Назовём число полуцелым, если число — целое. Полуцелой частью числа назовём наибольшее полуцелое число, не превосходящее и будем обозначать Решите уравнение
Источники:
Подсказка 1
Так, даны какие-то полуцелые части. Понятно, что сразу же напрашивается аналогия с целой и дробной частью. Когда мы делим число x на целую —[x], и дробную — {x} части, мы можем записать, что х=[x]+{x}, где [x] — целое число, а {x} лежит на [0,1). Здесь, чтобы облегчить себе жизнь, поступим так же и запишем подобные ограничения на полуцелую часть числа и “остаток”, который получается после ее вычитания.
Подсказка 2
Если обозначить за n/2 полуцелую часть, то можно записать, что x = n/2+r. Получаем уравнение на n и r и имеем соответствующие ограничения на эти величины. Далее нужно будет активно использовать то, в каких пределах лежит r, и вспомнить, какие приемы можно использовать в подобных задачах с целой и дробной частью.
Подсказка 3
Удобнее будет отдельно рассмотреть положительные и отрицательные n. Дальше только аккуратные преобразования, нахождение n, подстановка и нахождение r :)
Рассмотрим два случая.
1) Число — полуцелое, тогда и исходное уравнение примет вид
Корнями данного уравнения являются числа но тогда числа не являются целыми, значит решений нет.
2) Имеет место равенство
где и тогда
А также исходное уравнение примет вид
Выразим из уравнения и получим
Решения существуют только при Найдём все удовлетворяющие неравенству
Если , то и может иметь решение только лишь неравенство
которое после возведения в квадрат равносильно
Поскольку и , то — единственное целое значение, удовлетворяющее системе. В этом случае
Если то решений нет, так как — целое.
Если , то и может иметь решение только лишь неравенство
Поскольку и то — единственное целое значение, удовлетворяющее системе. В этом случае
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Для каждого целого значения параметра решите систему уравнений
Здесь означает целую часть числа .
Источники:
Подсказка 1
Когда видим операцию взятия целой части, то стандартной идеей является разложение в виде суммы целой и дробной части.
Подсказка 2
Пусть x = m + a, y = n + b, где m и n — это целые числа, a и b – числа из промежутка [0; 1) Подставим наши разложения в первое уравнение, что тогда можно сказать про b?
Подсказка 3
2m+n+b=3/2, значит, b = 1/2, n = 1 – 2m. Подставим полученные значения во второе уравнение.
Подсказка 4
Учитывая, что K – целое число, чему тогда равно a? Как K можно выразить через m?
Пусть
Из первого уравнения получаем
Подставим эти значения во второе уравнение:
Тогда
Если где то
При других решений нет.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Источники:
Подсказка 1
Важный метод решения уравнений с целой и дробной частями: оценки сверху и снизу. Можно избавиться от большого количества иксов на оси справа, от большого количества иксов на оси слева и свести задачу к рассмотрению случаев: на каждом маленьком промежутке мы точно поймём, как раскроется дробная часть
Подсказка 2
Подумайте, так ли важна нам четвёрка внутри дробной части. Если мы к какому-то числу прибавим целое число, то изменится ли от этого дробная часть? Используйте оценку дробной части и это знание, чтобы оценить x^2-9, а потом и сам икс, сверху и снизу!
Подсказка 3
Осталось правильно разбить полученный промежуток на промежутки поменьше, чтобы дробная часть на них раскрылась однозначно. В каждом таком случае мы либо подставляем конкретный икс, либо получаем квадратное уравнение на икс с ограничениями на его значения (не забывайте эти ограничения при поиске корней учитывать!)
Так как то получаем
Так как то
Нужно рассмотреть случаи исходя из этой оценки
Если , то уравнение обращается в тождество.
Если , то . Корни этого уравнения и корень попадает в нужный полуинтервал.
Если , то . Корни этого уравнения и корень попадает в нужный полуинтервал.
Если , то . Корни этого уравнения и ни один не попадает в полуинтервал.
Если , то . Корни этого уравнения и корень подойдёт.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение в действительных числах
где обозначает целую часть числа
В ответ выпишите все корни через пробел в порядке возрастания.
Источники:
Подсказка 1
Не очень работать с таким x, может представить его в более удобном виде, раз x - целый.
Подсказка 2
Знаменатели 2 и 3, их НОК - 6 , значит, х можно представить как 6b + q , а q в каких пределах?
Подсказка 3
После подстановки получили выражение, зависящее от q, которое принадлежит [0;5], осталось перебрать эти q и получить b, а потом и x
Заметим, что — целое число. Пусть , тогда выражение принимает вид
Переберём значения
- , здесь , .
- , .
- , .
- , .
- , .
- , .
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Положительные иррациональные числа и таковы, что при всех выполнено равенство Докажите, что
Введём обозначение: будем считать, что нам даны два таких иррациональных параметра и что при всех выполнено равенство
По-прежнему требуется доказать, что
Обозначим через верхнюю целую часть числа т.е. наименьшее целое число, которое больше либо равно Положим
и найдём, при каких натуральных выполняется неравенство Имеем
Аналогично неравенство равносильно неравенству Поскольку мы приходим к выводу, что при всех натуральных выполняется равенство или
Теперь понятно, что это равенство верно только при
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Подсказка 1
Первое, что бросается в глаза — правая и левая часть ну очень похожи. Давайте сгруппируем схожие слагаемые и попытаемся разбить уравнение на множители.
Подсказка 2
После приведения дробей к общему знаменателю можно вынести общий множитель ([x] – {x}). Таким образом наше уравнение распадается на совокупность из двух: [x] = {x} и {x} * [x] = 2018. Для каких x такие уравнения могут быть верны? Не забывайте про ОДЗ.
Подсказка 3
Первое равенство никогда не может быть верным из-за ограничений [x] не равно нулю и {x} не равно нулю. А что насчет второго? При любых ли x может существовать {x} = 2018/[x]?
Подсказка 4
Если x меньше 2019, то {x} будет принимать значения не меньше единицы, что невозможно. Какие значения будет принимать x, если мы знаем нижнюю границу на [x] и знаем, как выражается {x} через [x]?
Выпишем ограничения:
С учетом ограничений сделаем преобразования:
Тогда получаем следующую серию решений:
Первый случай возможен только если что не удовлетворяет ограничениям.
Рассмотрим второй случай подробнее:
(a) Если то левая часть неположительна (поскольку ) и не может равняться 2018.
(b) Если то тогда откуда следует, что откуда получается противоречие.
(c) Если то тогда Тогда, если взять любой то следовательно,
Докажем, что для каждого будет ровно 1 решение. Пусть существуют решения
для любого натурального
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Бесконечная числовая последовательность задана формулой где запись означает целую часть числа Сколько раз в этой последовательности встречается число
Подсказка 1
Элементы последовательности - целые части. Для каких х уравнение [x]=72 имеет решение?
Подсказка 2
Для [x]=72 72≤х<73. Так что мы можем снять целую часть и перейти к неравенству на n. Дальше следует несложный подсчёт.
По определению целой части из условия задачи следует, что нужно определить количество натуральных чисел , удовлетворяющих неравенству
С учётом натуральности можно уточнить неравенство
Количество подходящих равно