Тема Физтех и вступительные по математике в МФТИ

Тождественные преобразования и функции на Физтехе

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела физтех и вступительные по математике в мфти
Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#107194

Положительные числа x  и y  таковы, что значение выражения

    1  1   2-
K = x +y + xy

не изменяется, если x  уменьшить на 1 , а y  — увеличить на 1. Найдите все возможные значения выражения

M  =x3− y3− 3xy.

Источники: Физтех - 2025, 11.2 (см. olymp-online.mipt.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Давайте честно уменьшим x на 1, а y увеличим на 1. Какое выражение получится? Запишем уравнение!

Подсказка 2

Имеет смысл попробовать перенести все в одну часть и попробовать разложить на множители, чтобы как-то связать x и y.

Подсказка 3

Отлично, x = y + 1. Как тогда выглядит выражение из условия?

Показать ответ и решение

Из условия следует, что выполняется равенство

1  1   2    1      1        2
x + y + xy-= x−-1 + y+-1 + (x−-1)(y+-1)

Преобразуя, получаем:

(        )  (        )   (               )
  -1--− 1 +  --1- − 1 + 2 -----1---- − 1- = 0
  x− 1  x    y +1   y     (x− 1)(y+ 1)  xy

---1-- − --1---+ 2⋅--y-− x-+1--
x(x− 1)  y(y+ 1)    xy(x − 1)(y+ 1)

y(y +1)− x(x− 1)+2(y− x+ 1) =0

(y+ x+ 2)(y− x +1)= 0

Так как x  и y  — положительные числа, первый множитель положителен, поэтому второй множитель равен нулю, т.е. x =y +1  . Значит,

x3− y3 − 3xy = (y +1)3− y3 − 3y(y +1)= 1.
Ответ: 1

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#105455

Дана линейная функция f(x).  Известно, что расстояние между точками пересечения графиков y = x2+ 1  и y = f(x)  равно 3√2,  а расстояние между точками пересечения графиков     2
y =x  и y = f(x)− 2  равно √ --
  10.  Найдите расстояние между точками пересечения графиков функций     2
y = x  и y = f(x).

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Давайте нашу линейную функцию запишем как ax + b. Как найти её точки пересечения с указанными параболами?

Подсказка 2

По сути, точки пересечения — это решения у x² + 1 = ax + b. А помним ли мы, как быстро найти расстояние между абсциссами решений квадратного уравнения?)

Подсказка 3

Расстояние между корнями квадратного уравнения равно корню из дискриминанта! Тогда мы сможем записать систему уравнений на расстояния из условия и найти a² и b ;)

Подсказка 4

Здорово, a² = 1, b = 3. Осталось лишь найти нужное расстояние, используя уже знакомые нам инструменты :)

Показать ответ и решение

Пусть f(x)= ax +b  . Тогда абсциссы точек пересечения графиков в первом случае определяются из уравнения x2+1 =ax +b  , а во втором случае — из уравнения  2
x = ax +b− 2.

Рассмотрим первый случай подробнее. Уравнение имеет вид  2
x − ax+ 1− b=0  , откуда

     a ±√a2+-4b−-4         ∘ --------
x1,2 =------2------; |x2− x1|= a2+ 4b− 4

Так как точки пересечения графиков лежат на прямой с угловым коэффициентом a  , то расстояние между точками в √ -----
  a2 +1 раз больше, чем |x2− x1| . Значит, расстояние между точками равно корню из соответствующего дискриминанта, то есть

∘ ----------------
  (a2+ 1)(a2+ 4b− 4)

Аналогично находим, что во втором случае расстояние между точками равно ∘ ----------------
  (a2+ 1)(a2+ 4b− 8)  . Из условия получаем систему уравнений

{  (    )(       )
   a(2+ 1)a(2+ 4b− 4) =9⋅2,
   a2+ 1 a2+ 4b− 8 =10,

10(a2+4b− 4)= 18(a2+4b− 8)

  2           2
5(a + 4b − 4)= 9(a + 4b− 4)− 36

 2
a + 4b − 4= 9

a2+1 =2

b=3

Найдём искомое расстояние. Абсциссы точек пересечения определяются уравнением  2
x − ax − b= 0  , для него         √-2----  √-----
|x2− x1|=  a + 4b=  1+ 12  , а расстояние между самими точками пересечения есть        √-2---  √-- √-
|x2 − x1| a + 1= 13⋅ 2.

Ответ:

 √26

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#79129

Две параллельные касательные к графику функции y = x3− 6  пересекают оси координат: первая — в точках A  и B  , вторая — в точках C  и D  . Найти площадь треугольника AOB  , если известно, что она в четыре раза меньше площади треүгольника COD  (O  — центр координат).

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Пусть касательные касаются графика в точках х₁ и х₂. В условии сказано, что касательные пересекают оси координат, а решение задачи завязано на площадях полученных треугольников. Было бы здорово получить уравнения для нахождения площади каждой фигуры. Как мы можем это вывести?

Подсказка 2

Конечно, на координатной плоскости легко вычислить площадь треугольника, зная координаты его вершин. Их получим из уравнения касательных. Тогда можно легко найти формулы площадей и записать их отношение!

Подсказка 3

Далее вспомните про условие параллельности касательных. Что это нам даёт?

Подсказка 4

Конечно, коэффициенты при х равны! При этом не забывайте, что прямые разные, то есть х₁ и х₂ (точки касания) не равны.

Показать ответ и решение

Пусть x
 1  — точка касания, тогда

      3     ′      2     3       2
y(x1)= x1 − 6, y (x1)= 3x1, y = x1 − 6+ 3x1(x− x1)

     2      3
y =3x1x+ (− 2x1 − 6)

Точки пересечения с осями координат:

      3       (2 x31+-3  )
A(0;−2x1 − 6), B 3 ⋅ x21 ;0

Тогда

                      3
SAOB = 1⋅(−2x31− 6)⋅ 2⋅ x1+2-3= −-22(x31+3)2
       2           3  x1     3x1

Так же и для второй точки касания x2 :

y = 3x22⋅x +(−2x2− 6)

SCOD =− 32x2(x32+ 3)2
          2

Эти касательные параллельны, поэтому коэффициенты при x  должны быть равны, то есть

3x2 =3x2  ⇐⇒   x2= x2
 1    2        1   2

Если x1 = x2,  то точки совпадают, но у нас две разные прямые. Тогда x1 = −x2,  4SAOB = SCOD,  откуда

(
|{ − 4⋅22(x31+3)= −-22(x32+3)2
|   3x1         3x2
(          x1 = −x2

Тогда

  3    2    3    2        6    3          3   6
4(x1+ 3) =(−x1+ 3)  ⇐ ⇒  4x1+ 24x1 +36= 9− 6x1 +x1

3x6+ 30x3 +27= 0  ⇐⇒   x6+ 20x3+ 9= 0
  1    1               1    1

Решая последнее квадратное относительно x31,  получаем, что

[               [
 x31 =− 1          x1 =− 1
 x31 =− 9   ⇐⇒     x1 =− 3√−9-

Тогда

       |           | |  |
SAOB = |||− -2-(− 1+3)2|||=|||− 8|||= 8, или
         3⋅1           3   3

      |              |
S    =||− --2√--(−9+ 3)2||= 2⋅√36= -8√-
 AOB  |  3⋅ 3−9      |  9 33   33
Ответ:

 8 ,√8
3  3 3

Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!