ДВИ в МГУ - задания по годам → .13 ДВИ 2022
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Найдите в явном виде целое число, заданное выражением
Источники:
Подсказка 1
Иррациональные знаменатели нам точно не нужны. Подумайте, как мы можем от этой иррациональности избавиться и посмотрите внимательно на оба знаменателя при этом :)
Подсказка 2
Если перед Вами все еще сумма двух дробей – самое время это исправить и преобразовать их к единой дроби. А заодно можем раскрыть все скобки и привести подобные, ведь пока не видно каких-то других преобразований. А нужны ли они или уже можем все посчитать?
Приведём выражения к общему знаменателю и воспользуемся формулой разности квадратов
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Определите, какое из двух чисел больше: или
Источники:
Подсказка 1
Как можно сравнивать между собой положительные числа? Как мы можем избавиться от некоторых корней?
Подсказка 2
Можно просто сравнить квадраты данных чисел!
Поскольку , то
.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Найдите в явном виде натуральное число, заданное выражением
Источники:
Подсказка
Вспомним свойства степеней и представим числа внутри дробей, чтобы избавиться от дробей в степенях! Тогда выражения приятно преобразуется и мы получим натуральное число.
Воспользуемся тем, что , тогда выражение примет вид
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Определите, какое из двух чисел больше: или
Источники:
Подсказка
Заметим, что 9 можно представить как √3 в некоторой целой степени, после этого мы сможем перейти к сравнению показателей) А чтобы сравнить получившиеся показатели степени, удобно будет просто сравнить их квадраты
Чтобы сравнить было проще, сделаем одинаковыми основания, используя , тогда нам требуется сравнить
и
, или,
что то же самое,
и
. Достаточно возвести равенство в квадрат, тогда
, откуда первое число
больше.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Определите, какое из двух чисел больше: или
Источники:
Подсказка
Корней очень много, поэтому от них надо избавляться путем возведения в квадрат!
Покажем, что второе число больше. Перепишем неравенство в виде
Далее возведём в квадрат
Последний переход также был возведением в квадрат. Таким образом, неравенство доказано.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Высота правильной треугольной призмы с основанием
и боковыми рёбрами
равна
Найдите длину
ребра основания, если известно, что
Источники:
Подсказка 1
Как мы можем применить данную нам перпендикулярность? Кажется, будет удобно построить из точки B' прямую B'B₁, параллельную BC' и взглянуть, на полученную конструкцию. Обозначьте неизвестную сторону основания какой-нибудь переменной и попробуйте выразить всё что тут можно!
Подсказка 2
В основании правильный треугольник, значит у нас есть угол в 60°. Имея в треугольнике две стороны и угол мы сумеем выразить третью сторону: отрезок, соединяющий А с точкой пересечения B'B₁ и плоскости основания. Эту же сторону мы можем выразить при помощи т. Пифагора.
Подсказка 3
Осталось только решить квадратное уравнение, отсечь лишний корень (сторона ведь не может быть отрицательной!) и задача повержена!
Достроим основания призмы до параллелограммов, получим
. Получится параллелепипед, в котором
и
, отсюда
. Кроме того,
(призма правильная, можно воспользоваться
симметрией. Отсюда
прямоугольный и равнобедренный. Если
, то
будет высотой этого треугольника, если
дополнительно
, то
(используем свойства правильного треугольника). Из условия
, применяя теорему Пифагора:
.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Дана правильная треугольная пирамида с основанием
и вершиной
Плоскость
перпендикулярна ребру
и
пересекает рёбра
в точках
соответственно. Известно, что
и
Найдите косинус угла между ребром
и плоскостью основания
Источники:
Подсказка 1
Пирамида правильная, поэтому мы чётко знаем куда падает её высота и искомый косинус будет легко выражаться, как только мы узнаем отношение её бокового ребра к ребру основания. Плоскость π перпендикулярна AS. Что в таком случае можно сказать о прямой DE пересечения этой плоскости с плоскостью (SAB)?
Подсказка 2
Итак, DE ⊥ AS. Тогда мы можем, зная положения точек D и E выразить косинус угла при вершине S. Рассмотрите теперь равнобедренный треугольник-грань △ASB: теорема косинусов поможет нам связать его боковые стороны со стороной основания.
Подсказка 3
Пирамида правильная, значит её высота падает в центр основания. Воспользуйтесь свойствами правильного треугольника и найденным в предыдущем пункте соотношением, чтобы выразить искомый косинус.
Пусть — длина ребра основания и
— длина бокового ребра. В прямоугольном треугольнике
имеем
и
. Стало
быть,
. Применяя теорему косинусов к треугольнику
, получаем, что
, откуда
. Пусть
— центр основания. Тогда в прямоугольном треугольнике
имеем
и
. Стало быть,
.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите неравенство
Источники:
Подсказка 1
Обратим внимание на выражение в скобках: это сумма квадратов, она больше 0. Тогда ограничение на основание степени выполнено всегда!
Подсказка 2
Давайте представим 1 как выражение в скобке в степени 0. Теперь можно применить метод рационализации. Не забудьте про ОДЗ: у аргумента логарифма тоже есть ограничения.
С учётом и замены
, для ОДЗ получим
, что выполнено всегда. Рассмотрим случаи
- 1.
-
. В этом случае неравенство эквивалентно
, то есть
, в итоге
.
- 2.
-
— подходят оба значения.
- 3.
-
, тогда
, здесь решений не будет.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите неравенство
Источники:
Подсказка 1
Начнём, как всегда, с ОДЗ! Следующим шагом стоит избавиться от корней в основании логарифмов, какое свойство нам в этом поможет?
Подсказка 2
Попробуйте сделать замену: t = log₆₋ₓ(6 + x), после применения свойства логарифмов перед нами будет обычное рациональное неравенство, решите его!
Подсказка 3
Аккуратная работа с обратной заменой поможет нам добить задачу
После замены по свойствам логарифмов получаем неравенство
По методу интервалов
По методу рационализации на ОДЗ получаем
Первое условие после пересечения с ОДЗ дает решения которые сразу заносим в ответ. Если же первое условие не
выполнено, то
поэтому второе условие при
(
всё равно не входит в изначальную ОДЗ) эквивалентно
системе
решения которой
тоже добавляем в ответ.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите неравенство
Источники:
Подсказка 1
Воспользуйтесь основным логарифмическим тождеством, чтобы 1/√х представить в виде 2 в некоторой степени. Точно также и х в левой части можно записать как степень двойки.
Подсказка 2
Внимательно поработайте со свойствами степеней, чтобы перед нами осталось сравнение 2 в некоторых степенях. Теперь можно перейти и к сравнению показателей!
Подсказка 3
Сделайте замену t = log₂(x) и решите получившееся рациональное неравенство. Осталось сделать обратную замену, пересечь результаты с ОДЗ и записать ответ!
Воспользуемся, что тогда
Исходное неравенство примет вид
Так как основание больше 1, то можем перейти к неравенству на степени с сохранением знака неравенства
Перейдём к равносильному неравенству с учётом ОДЗ
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите неравенство
Источники:
Подсказка 1
Видим, что аргумент одного логарифма равен основанию другого, как в таком случае мы можем сделать логарифмы одинаковыми?
Подсказка 2
Можно заменить логарифм справа на t, тогда слева будет 1/t! Данное неравенство относительно t легко решается методом интервалов
Подсказка 3
После обратной замены можно заметить, что основание логарифма больше единицы, поэтому от сравнения логарифмов (все числа представляем в виде логарифмов по основанию х² + 1,5) можно перейти к сравнению их аргументов без смены знака. Таким образом получаем дробно-рациональные неравенства относительно х, решаем их, пересекаем с ОДЗ и получаем ответ)
Запишем ОДЗ
Сделаем замену
Тогда получаем
Решая методом интервалов последнее неравенство получаем, что
Сделаем обратную замену.
Из второго неравенства получаем, что
Рассмотрим первое неравенство:
Решая методом интервалов неравенство, получаем, что
Объединяя с ОДЗ, получаем
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите неравенство
Источники:
Подсказка 1
Давайте воспользуемся свойствами логарифмов, чтобы сделать их основания одинаковыми. При этом в нашем выражении появятся дроби – их можно просто привести к общему знаменателю
Подсказка 2
Попробуйте как-то сгруппировать слагаемые, чтобы разложить выражение на множители, после останется лишь применить метод рационализации и пересечь решение с ОДЗ
Запишем ОДЗ
На ОДЗ верны следующие преобразования
Используем метод рационализации
Решая последнее неравенство методом интервалов и объединяя с ОДЗ, получаем, что
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Найдите наименьшее целое число, большее, чем
Источники:
Подсказка 1
Для того, чтобы удобно было оценивать наше число, избавимся от иррациональности в знаменателе: на что удобно для этого домножить нашу дробь?
Подсказка 2
Умножьте дробь на такое выражение, чтобы в знаменателе образовалась разность квадратов.
Подсказка 3
Воспользуйтесь формулами сокращённого умножения, чтобы раскрыть скобки в числителе и в знаменателе, можно ли сократить получившуюся дробь?
Подсказка 4
Осталось оценить √17 и можно записывать ответ!
Избавимся от иррациональности в знаменателе
Поскольку , то
Тогда ответом будет
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Сумма первых пятнадцати членов арифметической прогрессии в два раза больше суммы первых десяти членов. Найдите первый член этой прогрессии, если известно, что пятый её член равен 7.
Источники:
Подсказка 1
Пусть а — первый член прогрессии, d — её знаменатель. Вспомните формулу n-ного члена прогрессии и суммы первых n членов, запишите уравнением условие о соотношении сумм.
Подсказка 2
Из полученного линейного уравнения можно сделать вывод о соотношении а и d.
Подсказка 3
Запишите формулой 5-й член прогрессии и подставьте в неё ранее найденное отношение. Задача убита!
Пусть данная прогрессия имеет вид . Из условия получаем
Тогда
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Источники:
Подсказка 1
Давайте подумаем, как можно упростить уравнение. Было бы удобно сделать замену и решить обычное, не тригонометрическое уравнение. Как это сделать?
Подсказка 2
Применим формулу тангенса двойного угла. Тогда при замене t = tg(x) и домножении левой и правой части на 1 - tg²x получим обычное квадратное уравнение.
Применим формулу тангенса двойного угла
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Середины сторон выпуклого четырёхугольника лежат на окружности. Известно, что
. Найдите
.
Источники:
Подсказка 1
Попробуем найти еще какие-то хорошие свойства у внутреннего четырехугольника? Какими являются его стороны?(попарно противоположные)
Подсказка 2
Внутренний четырёхугольник является параллелограммом! Так он еще и вписан….кто же он тогда?
Подсказка 3
Внутренний четырехугольник является прямоугольником! Что тогда можно сказать про диагонали большего четырехугольника?
Подсказка 4
Диагонали большего четырехугольника перпендикулярны! Чем тогда можно воспользоваться при вычислении сторон большего четырехугольника?
Подсказка 5
Можно воспользоваться теоремой Пифагора для четырех треугольников, на которые разбился больший четырехугольник!
Четырёхугольник является параллелограммом, поскольку стороны попарно параллельны диагоналям
, но раз он вписан, то
также является прямоугольником, то есть диагонали
перпендикулярны.
Пусть , отсюда
и
, тогда
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Найдите все значения параметра , при которых уравнение
имеет ровно три решения.
Источники:
Подсказка 1
Проверим, что будет, если подставить в уравнение -х на место х?
Подсказка 2
Уравнение получилось таким же! Значит, если х₀ является решением уравнения, то и -х₀ будет также решением. Тогда нечётное число решений может быть только в том случае, если -х₀ = х₀.
Подсказка 3
Подстановкой получите значения а, при которых решений может быть нечётное число, но как проверить, будет ли их именно 3, а не 1/5/7 и т.д.?
Подсказка 4
Один из случаев (с дробным значением а) удобно проверить оценкой, какие значения принимает каждое из слагаемых?
Подсказка 5
Во втором случае удобно решать графически: пусть y = (1 - a + ⁴√|x|), постройте график и определите количество решений!
Решений нечётное количество, в силу симметрии Тогда единственным решений должен быть
Если , то
, это легко решить графически:
То есть подойдёт, при
получим
, где вторая скобка не меньше
, то есть решение только одно —
.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Объём треугольной призмы с основанием
и боковыми рёбрами
,
равен 72. Найдите объём тетраэдра
, где
— центр грани
— точка пересечения медиан треугольника
— середина ребра
и
— середина
ребра
Источники:
Подсказка 1
Лежащих в одной или хотя бы в параллельных плоскостях, оснований у призмы и тетраэдра не видно. Значит попробуем достроить удобную для вычисления фигуру, с помощью которой можно найти искомый объём через отношение.
Подсказка 2
Продлим ED до пересечения с плоскостью АВС, назовём I полученную точку. Как связаны объёмы тетраэдров IEFG и DEFG?
Подсказка 3
Связать объём тетраэдра IEFG с объёмом призмы можно взяв за основание тетраэдра △IFG: как его сторона FG и высота к этой стороне связаны с высотой и сторонами △АВС? Осталось аккуратно записать все найденные отношения и мы получим ответ!
Пусть и
— медианы верхней и нижней грани, тогда
лежит на
— в центре средней линии параллелограмма. Отсюда
следует, что при отражении
относительно
мы попадём на
— в точку
, то есть
.
Также в силу симметрии (
— точка пересечения медиан), тогда
, однако заметим, что
делит
пополам, то есть делит
в отношении
от вершины
, откуда
при этом высота совпадает с высотой призмы, откуда
где — та самая высота.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Решите уравнение
Источники:
Подсказка 1
Сразу запишем ОДЗ ;) Перед нами выражение, в обеих частях которого стоят дроби. Это может быть не совсем удобно, а как от них избавиться?
Подсказка 2
Домножим обе части равенства на квадраты синуса и косинуса!
Подсказка 3
На что похоже выражение слева? Быть может, его можно попробовать «собрать»?
Подсказка 4
В выражении слева выносится удвоенное произведение синуса и косинуса, а выражение в скобках очень напоминает известную формулу ;)
Подсказка 5
Имеем, что sin(2x)sin(x+ pi/2)= 1. Осталось лишь понять, какие же значения может принимать каждая из скобок ;)
Запишем ОДЗ.
Домножим равенство на
Синус принимает значения из поэтому равенство достигается только при
Решение первой системы: что удовлетворяет ОДЗ.
Вторая система не имеет решений для целых