Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Решения ОЛ.08.04.12

.pdf
Скачиваний:
15
Добавлен:
23.02.2015
Размер:
469 Кб
Скачать
☆

11. ( Мохрачева Л.П.) Трёхмерные векторы x являются решением уравнения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

k

 

x,k . Найти уравнение поверхности, в которой лежат все эти

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

векторы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Запишем уравнение в виде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

k

 

sin

 

x

 

 

 

k

 

cos , где – угол между векторами x и k .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

sin cos 0. Решениями

 

 

1, то получаем уравнение

 

 

Так как

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уравнения являются:

1)нулевой вектор;

2)ненулевые векторы, для которых выполнено условие sin cos при

ограничении cos 0. Получаем решения и x 0.

4

Таким образом, векторы принадлежат верхней части кругового конуса z2 x2 y2 .

О т в е т. z2 x2 y2,

z 0.

12. (Ходак Г.Л.) Есть 2012 секций забора. Каждая секция в поперечном сечении представляет четверть окружности радиуса 1. Как огородить участок максимальной площади? Чему равна эта площадь?

Решение.

Возьмём одну секцию. Соединим концы дуги прямолинейным отрезком. При построении забора эти отрезки образуют многоугольник. Ясно, что сегменты круга должны выступать наружу. Суммарная площадь этих сегментов

 

 

 

 

1

 

постоянна и равна 2012

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

2

. Периметр многоугольника постоянен, поэтому

 

 

 

его площадь максимальна,

когда он правильный. Так как длина стороны этого

многоугольника равна

 

 

, то его площадь S равна площади 2012 –ти равно-

 

2

бедренных треугольников с основанием 2 и углом при вершине , т.е. 1006

S 2012S 2012

1

ctg

 

.

Тогда максимальная площадь участка равна

 

2012

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

Smax

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2012 ctg

 

 

 

 

2012

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2012

4

2

 

1006 ctg

2012

2

1 .

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О т в е т. Smax 1006

 

ctg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2012

 

2

 

13. (Смирнова Е.В.) Четыре корня многочлена

P x x4 ax3 bx2 cx d

образуют арифметическую прогрессию с разностью 1. Найти расстояние между точками минимума функции P x .

Решение.

Сдвинем график функции P x вдоль оси абсцисс так, чтобы корни попали в

точки 3, 1, 1, 3. При этом расстояние между точками не изменится, а

2 2 2 2

многочлен примет вид

P1 x x 32 x 12 x 23 x 12 x2 94 x2 14 x2 54 2 1.

Отсюда минимумы функции P

x достигаются в точках, где x2

 

5

0, т.е.

 

 

 

 

 

 

 

1

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

5

 

.

Значит расстояние между точками минимума равно

 

 

.

 

 

 

5

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О т в е т.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

14. (Мохрачева Л.П.) Найдите общее решение дифференциального уравнения y x y x y x 2 y x 3 ... y x 2012 1.

Решение.

Ищем решение в параметрическом виде. В качестве параметра выбираем

p y x . Тогда

 

y

1

 

p p2

... p2011. Из уравнения

p y x получаем

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dy

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2010

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

 

 

1 2p ... 2011p

 

. Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

p

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

1

ln

 

 

p

 

2p ...

2011

p2010 C .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2p2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2010

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О т в е т. x

1

ln

 

p

 

2p ...

2011

p2010 C ,

 

 

2p2

 

 

 

 

 

 

2010

 

 

 

 

y

1

p p2 ... p2011

 

 

 

p

.

 

15. (Веретенников Б.М.) Существует ли для любого натурального n 2

квадратная матрица n-го порядка А, такая, что rangA n 1 и An O, где O-

нулевая матрица.

Решение.

Существует, например

 

1

0

...

0

0

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

...

0

 

 

 

 

 

 

 

0

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

...

 

 

 

,

A ... ... ...

... ...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

...

0

1

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

...

0

 

 

 

0

0

 

где над главной диагональю стоят единицы. Легко видеть, что при каждом умножении будет происходить сдвиг диагонали из единиц направо последовательно до полного исчезновения на n – ом умножении.