
РешОлимпиады 15.05.11
.pdf
1. (Гредасова Н.В.) В некоторой области погода через длительные периоды времени становится то дождливой, то сухой. Если идёт дождь, то с вероятностью 0,(68) он будет идти и на следующий день. Если же в какой-то день стоит сухая погода, то с вероятностью 0,(76) она сохранится и на следующий день. Известно, что в среду погода была дождливая. Какова вероятность того, что она будет дождливой и в ближайшую пятницу?
Р е ш е н и е. Введём обозначения событий:
Dпят Дождьв пятницу , Dчетв Дождьвчетверг , Dср Дождьв среду , Счетв Солнцев четверг , Сср Солнцев среду .
Тогда для искомой условной вероятности имеем
P Dпят / Dср P Dпят / Dчетв P Dчетв / Dср P Dпят /Счерв P Счетв / Dср .
Так как P Dпят / Dчетв P Dчетв /Dср 0,(68) |
68 |
, |
а |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
76 |
|
23 |
|
|
|
|
99 |
|
|
|
|
|
|
68 |
|
31 |
|
|||
P Dпят |
/Счерв 1 0,(76) 1 |
|
, P Счетв / Dср 1 0,(68) 1 |
|
, то |
|||||||||||||||||
|
99 |
|
|
|||||||||||||||||||
|
99 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
99 |
99 |
|
|||||||
|
P Dпят |
/Dср |
68 |
|
68 |
|
23 |
|
31 |
|
5337 |
. |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
99 |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
99 |
99 |
99 |
|
9801 |
|
|
|
|
|
О т в е т. 5337 .
9801
|
|
|
xn yn |
x y n |
||||
2. (Полищук Е.Г.) Доказать неравенство |
|
|
|
|
, если |
|||
2 |
2 |
|||||||
|
|
y 0. |
|
|
|
|||
n 1, |
x 0, |
|
|
|
|
|
Р е ш е н и е. Заметим, что при n 1 неравенство выполнено (как равенство). Далее считаем, что n 1. В силу однородности достаточно доказать, что если
x y 2 , то |
xn yn |
1. Найдём минимум функции u |
xn yn |
при условии |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||
x y 2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Функция Лагранжа имеет вид |
L x, y, |
xn yn |
2 x y . Из системы |
||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
nx |
n 1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Lx |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
nyn 1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
Ly |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
x y 2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
получаем x y 1. |
|
n n 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Второй дифференциал |
d2L |
xn 2dx2 yn 2dy2 в точке |
x y 1 |
|
|||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||
|
n n 1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
равенd2L |
|
dx2 dy2 |
0, |
т.е. |
umin |
|
1n 1n |
1 и при |
n 1, |
x 0, |
y 0 |
||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
неравенство справедливо, если x y 2 . Значит, оно справедливо и без этого условия.

8. (Мохрачева Л.П.) Числовой ряд an сходится. Можно ли утверждать, что
n 1
ряд 1 ean также сходится? Ответ обосновать.
n 1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
n |
|
||||||
Р е ш е н и е. Рассмотрим в качестве примера сходящийся ряд |
|
|
|
. Тогда |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
n |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n 1 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 n |
|
|
|
|
|
|
1 |
n |
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
1 |
n |
|
n |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 ean 1 e |
n |
|
1 1 |
|
|
e |
|
|
1 |
|
|
|
e |
|
|
1 |
|
, |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
n |
|
|
|
n |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
n 1 |
|
|
|
|
|
|
n 1 |
|
|
|
|
|
n 1 |
|
|
|
|
|
|
|
2! n |
|
n 1 |
|
|
|
|
2! n |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
|
n |
|
|
1 |
. Таким образом |
e n 1, |
n , и ряд |
|
e |
|
|
расходится. Отсюда |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
2!n |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 n |
|
e n |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
следует, что и ряд |
|
|
|
|
|
|
|
|
также расходится. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
2! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
n 1 |
|
n |
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|

3. (Михалёва М.М.) Найти точку, в которой скорость изменения скалярного поля u arctg x a arctg y b arctg z c
по направлению градиента этого поля будет наибольшей.
Р е ш е н и е. По условию задачи необходимо найти точку глобального мак-
симума функции V x,y,z |
u |
|
|
|
|
gradu |
|
, которая определяет скорость |
||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||
gradu |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
gradu и его |
||||||
изменения скалярного поля по направлению градиента. Находим |
||||||||||||||||||||
длину: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
, |
|
|
|
2 , |
|
2 . |
||||||
gradu ux |
,uy |
,uz |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
1 x a |
|
1 y b |
|
1 z c |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
||||
|
gradu |
|
|
ux 2 uy 2 |
uz 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
1 x a 2 2 |
|
1 y b 2 2 |
1 z c 2 2 . |
|||||||||||||||||||
Таким образом, |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
V x,y,z |
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
1 x a 2 2 |
1 y b 2 2 |
1 z c 2 2 |
|||||||||||||||||
Функция принимает наибольшее значение при |
|
x a, |
y b, |
z c, так как в |
этой точке знаменатели подкоренных дробей равны минимальным значениям, равным 1.
О т в е т. Искомая точка a,b,c .

|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
5 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. (Ходак Г.Л.) Вычислить интеграл |
|
x x |
|
|
dx. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Р е ш е н и е. |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
x |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
5 |
|
|
|||
В силу нечётности подынтегральной функции |
1 |
|
|
dx 0. Интеграл |
|||||||||||||||||||
x10 |
1 |
||||||||||||||||||||||
1 |
|
x |
4 |
|
|
1 |
1 |
|
dx |
5 |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
arctgx5 |
|
. |
||||||||||||
|
10 |
|
|
|
|
10 |
|
|
1 |
|
|||||||||||||
1 x |
|
1 |
5 |
1 x |
1 5 |
|
|
10 |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
О т в е т. .
10
5. (Андреева И.Ю.) В стране 101 город, соединённые дорогами так, что любые два города соединяет ровно один путь. Сколько в стране дорог?
Р е ш е н и е. Из условия задачи следует, что граф дорог данной страны – дерево. У этого дерева есть висячая вершина. Удалим её вместе с ребром, которое из него выходит. Оставшийся граф также является деревом. Поэтому у него есть висячая вершина, которую мы также удалим вместе с выходящим из неё ребром. Проводя эту операцию 100 раз, мы получим граф, состоящий из одной вершины ( в котором конечно, нет рёбер). Поскольку каждый раз удалялось только одно ребро, то сначала их было 100.
6. (Веретенников Б.М.) Найти матрицы S порядка 2 удовлетворяющие равенству
S 1 |
4 |
1 |
2 |
1 |
|
|||
|
4 |
0 |
S |
0 |
2 |
. |
||
|
|
|
|
|
Р е ш е н и е.
Пусть |
x |
y |
. Перепишем уравнение в виде |
S |
|
||
|
z |
t |
|
4 |
1 x |
||
|
4 |
0 |
|
|
z |
или
y |
x |
|
|
t |
z |
y 2 |
1 |
|
|
|
0 |
2 |
, |
t |
|
|
|
|
|
|
|
4x z 2x |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4y t x 2y |
. |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4x 2z |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4y z 2t |
|
|
||||
Из первого и третьего уравнений следует |
z 2x. Подставляя в четвёртое |
|||||||||||
уравнение, имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
2y x t 0 |
, |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4y 2x 2t 0 |
|
|||||
т.е. z 2y x. Тогда матрица S имеет вид |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
2x |
2y x |
. |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Так как S невырожденная матрица, то |
|
2xy x2 2xy 0. Таким образом, |
||||||||||
|
|
|
S |
|
x |
y |
|
|
, |
x,y R, |
x 0. |
|
|
|
|
|
2x |
2y x |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
О т в е т. |
|
x |
y |
|
x,y R, |
|
x 0. |
|
|
|||
S |
2x |
|
, |
|
|
|
||||||
|
|
2y x |
|
|
|
|
|
|
|
7. (Ходак Г.Л.) |
|
f x sin4 tgx cos2 tgx . |
||||||||
Найти экстремальные значения функции |
||||||||||
Р е ш е н и е. Переменная t cos2 tgx |
принимает все значения из отрезка |
|||||||||
0,1 . Тогда |
f x y t 1 t 2 t t2 t 1, y 0 y 1 1. График |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
3 |
|
|
функции y y t - парабола с вершиной в точке |
|
, |
|
. |
||||||
2 |
4 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
О т в е т. |
fmin |
3 |
, |
fmax 1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|

|
|
|
2 |
|
9. (Ходак Г.Л.) Решить уравнение y yx y |
|
x yy 0. |
Р е ш е н и е. Преобразуем уравнение
yyx 0.
Отсюда следует
yyx C1
или
12 y2 C1 ln x .
Окончательно получаем
1 y2 C1 ln x C2 .
2
О т в е т. |
1 |
y2 C ln |
|
x |
|
C . |
|
|
|
||||||
|
|||||||
|
2 |
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
10. (Веретенников Б.М.) Известно, что следующие параметрические уравнения
x |
cost 2 |
, |
y |
sint |
, |
|
|
||||
|
5 4cost |
|
5 4cost |
задают окружность. Найдите центр и радиус этой окружности.
Р е ш е н и е. Пусть |
x t |
|
cost 2 |
|
. Так как |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 4cost |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
cost 2 |
|
|
|
|
|
sint 5 4cost 4sint cost 2 |
|
3sint |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
x t |
|
|
|
|
|
|
|
, |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 4cost |
2 |
|
|
|
5 4cost |
2 |
||||||||||||||||||
|
|
5 4cost |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
то точки |
t k |
есть точки экстремума этой функции. Вычислим значения |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
функции в этих точках |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x 0 |
|
, |
x |
|
1. |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
Отсюда следует |
|
x |
1, |
|
|
x |
|
1 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
max |
|
|
|
|
|
|
|
min |
|
3 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|||
Аналогично определяем, что |
y |
|
|
|
|
|
, |
y |
|
|
|
. Таким образом, уравнение |
||||||||||||||||||||||||||||
max |
|
min |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
окружности имеет вид: |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
2 |
2 |
|
|
2 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О т в е т. |
x |
|
y |
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
3 |
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|