Системы на Физтехе
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
На координатной плоскости изображена фигура , состоящая из всех точек, координаты (
) которых удовлетворяют системе
неравенств
Найдите максимальное значение периметра (длины границы) фигуры
и укажите все значения
, при которых оно
достигается.
— это две части круга
с центром в точке
и радиуса
, отсекаемые хордами
и
, лежащими на прямых с
уравнениями
и
соответственно. Хорды пересекаются в точке
, которая принадлежит
, так как
. Эта точка
является единственной общей точкой двух частей
.
Периметр равен
, где
— сумма длин дуг
и
— сумма длин хорд
и
. Угол между
и
равен
, поэтому
Расстояния от точки до
и
равны
и
соответственно, поэтому, используя неравенство
о среднем квадратическом и среднем арифметическом, получаем
Равенство достигается при
Тогда , а
.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите систему уравнений
Источники:
Рассмотрим второе уравнение системы. Правая часть не больше 13, так как
Попробуем оценить левую часть второго уравнения. Рассмотрим которое не меньше
так как
где
В итоге имеем
Прибавим к последнему неравенству тогда получим
Из последнего выражения делаем вывод, что левая часть второго уравнения системы не меньше В итоге, получили, что левая часть
не меньше
а правая часть не больше
Следовательно, чтобы достигалось равенство необходимо, чтобы
Подставим
полученные значения
и
в первое уравнения системы для нахождения
Сделаем замену
Заметим, что Запишем систему
Рассмотрим, когда числитель становится равным 0
Из последнего уравнения получаем совокупность решений
С учетом ограничений получаем следующие
Тогда сделаем обратную замену
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите систему уравнений
Источники:
Первое уравнение при условии равносильно уравнению
Решая это уравнение как квадратное относительно переменной имеем
Подставляем во второе уравнение исходной системы.
Если то
Получаем две пары и
Если то
Также имеем две пары и
Из четырёх найденных пар чисел неравенству удовлетворяют только две из них:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Найдите количество пар целых чисел , удовлетворяющих системе неравенств
Ответ должен быть представлен в виде алгебраической суммы не более двух слагаемых.
Источники:
Пусть . В силу того, что
выпукла вниз, а
- линейная, графики функций
и
могут иметь не более двух общих точек (достаточно взять вторую производную разности). Координаты обеих точек легко подобрать.
Действительно,
и
. На
промежутке
график
лежит ниже графика
. Поэтому система имеет целочисленные решения только
при целых
(так как первое неравенство системы строгое, точки пересечения графиков не являются решениями
системы).
Заметим, что на отрезке графики функций
и
лежат выше оси
. Поэтому искомое количество
целочисленных точек мы получим, если из количества
целочисленных точек с неотрицательными ординатами, лежащих
под графиком
на отрезке
, вычтем количество
целочисленных точек с неотрицательными ординатами,
лежащих под графиком
на отрезке
. При этом мы учтём, что первое неравенство системы строгое, а второе —
нет.
Найдём . Так как на отрезке
лежат
целочисленные точки, то
Найдём
Искомое количество равно
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Найдите количество пар целых чисел , удовлетворяющих системе неравенств
Ответ должен быть представлен в виде алгебраической суммы не более трёх слагаемых.
Источники:
ОДЗ:
Заметим, что . Заметим, что если
, то
и при
функция
возрастает.
. Значит,
и
. Заметим, что при
функция
и значит, как минимум одно решение с
таким
есть. При
такое решение тоже есть и это
.
Тогда нас интересует такая сумма
Ее можно разложить на части
Итак,
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите систему уравнений
Решим каждую систему совокупности:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Найдите все пары положительных чисел , удовлетворяющих системе уравнений
Обозначим (при этом
). Тогда
,
,
так как по условию
и
положительны. Система принимает вид
Из первого уравнения следует, что или
. Если
, то
, откуда
; тогда
. Если
, то
, откуда
; тогда
.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите систему уравнений
Пусть . Тогда
Из получаем, что
Подставим во
Домножим обе части уравнения на и раскроем скобки:
Подберём корни: — один из корней. Тогда вынесем
за скобки:
Найдём корни второй скобки: — не подходит, так как
Значит, единственное возможное значение
— это
Тогда Получаем систему:
Отсюда получаем, что
Таким образом, система уравнений имеет единственное решение —
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите систему
Источники:
Домножив каждое уравнение на произведение знаменателей, получим систему
Сложив почленно все три уравнения и разделив полученное равенство пополам, получаем равенство
Вычитая из него каждое из уравнений последней системы, находим, что
Разделив первое уравнение на второе (это возможно, так как из ОДЗ исходной системы следует, что ), получаем, что
, а разделив первое на третье - что
. Тогда второе уравнение принимает вид
, откуда
.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите систему
Второе уравнение очень напоминает квадрат тройной суммы, но, к сожалению, им не является, однако можно написать его в таком виде
Что эквивалентно
Остаётся разобрать 4 полученных случая. Например, если , то из первого неравенства
И . Остальные случаи точно также дают ровно одно решение, откуда получаем ответ.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите систему уравнений
Источники:
С учётом замены первое уравнение равносильно
или
, однако для неотрицательности
подкоренного во втором уравнении
, откуда подходит только
. С учётом первого уравнения системы второе уравнение
превращается в
. Мы преобразовали систему из условия к:
Тогда .
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите систему уравнений
Вычтем третье уравнение из второго
В первом случае подставим
Для имеем
, иначе
и
Получаем тройки и
,
Во втором случае , получаем
Отсюда
В первом случае , не умаляя общности,
, тогда
, откуда добавляется решение
, а также
для
в силу симметрии.Bо втором
. Отсюда легко найти оставшиеся две тройки
. Проверкой убеждаемся, что они подойдут.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решить систему уравнений
Источники:
Рассмотрим второе уравнение системы. Потребуем, чтобы и возведем его в квадрат, тогда получим:
Откуда получаем
Тогда либо либо
Если (подставим в первое уравнение системы):
Если же
Сделаем замену и получим уравнение:
Корни которого будут равны и
При нужно решить уравнение
. Получаем, что
Вспоминаем, что
значит, это
решение не подходит.
При нужно решить
то есть
а
Проверим, что
Значит, это решение нам подходит.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
(a) Первому неравенству удовлетворяют точки, лежащие в квадрате (рис.) с вершинами Площадь
этого квадрата
(b) Второму неравенству, которое можно записать в виде
удовлетворяют точки, лежащие вне круга радиуса с центром в точке
Площадь заштрихованного на рис. сегмента равна а площадь фигуры, координаты точек которой удовлетворяют первым двум
неравенствам, равна
(c) Прямые и
пересекаются в точке
и проходят соответственно через точки
и
Третьему неравенству удовлетворяют точки двух вертикальных углов с вершиной один их этих углов — угол, образуемый лучами
и
и содержащий точку
Пусть — площадь фигуры, координаты точек которой удовлетворяют всем трем неравенствам системы,
— сумма площадей
треугольников
и
Тогда
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Найдите площадь фигуры , которая задается на координатной плоскости системой неравенств
Первое неравенство определяет множество точек, лежащих вне и на границе круга с центром в точке и радиусом
.
Решив второе неравенство, получим . Поэтому второе неравенство задает вертикальную полосу, лежащую между прямыми
и
(включая и точки этих прямых).
Наконец, третьему неравенству удовлетворяют точки множества , которое состоит из двух острых вертикальных углов, образованных
прямыми
и
(включая и точки этих прямых), так как в точке
, принадлежащей множеству
, левая
часть неравенства положительна. Множество
заштриховано на рисунке ниже, а указанные прямые обозначены
и
.
Прямая пересекается с прямыми
и
в точках
и
, а прямая
пересекается с теми
же прямыми в точках
,
. Далее, прямая
касается окружности
, так как система
уравнений
имеет единственное решение ; наконец, прямая
проходит через центр этой окружности.
Итак, фигура — это трапеция
, из которой удален полукруг радиуса
с центром в точке
. Искомая площадь
равна