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

книги из ГПНТБ / Василевский, А. Б. Методы решения задач учебное пособие

.pdf
Скачиваний:
29
Добавлен:
20.10.2023
Размер:
7.94 Mб
Скачать

а

 

и XXX

 

в W

 

ЧХХч

/^vwv

щ

\ Л

 

/ \ |

ж

X

И

' N v ys/s.

 

 

Ш у/

Рис. 123

Рис. 124

Рис. 125

Ри с. 129

3G. На рис. 123 дано изображение куба (часть его поверхности заштрихо­ вана). Построить развертку этого куба н заштриховать те ее части, которые заштрихованы на изображении куба.

37.

этой

Построить такую развертку куба ABCDAlB1ClD1, чтобы точки Dlt

и А на

развертке являлись вершинами прямоугольного треугольника.

Рис. 130

38.Построить развертку фигуры, показанной на рис. 124.

39.Даны две части развертки куба (рис. 125). Построить на его изобра­ жении отрезки, разрезав по которым поверхность, мы сможем развернуть ее в данные фигуры.

40. На рис. 126 дана развертка куба. Построить изображение этого куба

изаштриховать те части его поверхности, которые заштрихованы на развертке.

41.Дана развертка многогранника (рис. 127). Построить на его изображении отрезки, по которым следует разрезать поверхность, чтобы ее можно было раз­ вернуть в данную развертку.

42.Дана развертка многогранника (рис. 128). Построить его изображение.

43.На рис. 129 даны изображение куба и его развертки. Заштриховать те части этих разверток, которые заштрихованы на изображении куба.

202

44. На рис. 130 даны изображения четырех одинаковых кубов (их грани частично заштрихованы). Найти среди этих четырех кубов три с одинаково за­ штрихованными гранями и построить их развертку.

45. На рис. 131 показан один и тот же куб (на рисунке видны только три его грани). Построить развертку этого куба и на ней изображенные на его гра­ нях фигуры.

«Нестандартные» задачи*

46. а) Доказать, что к конечному множеству точек на плоскости, обладаю­ щему тем свойством, что любые три точки из этого множества являются вершина­ ми невырожденного тупоугольного треугольника, всегда можно добавить еще одну точку, что это свойство сохранится, б) Справедливо ли аналогичное утвер­ ждение для бесконечного множества точек на плоскости?

47. Лист клетчатой бумаги размером п Х п клеток раскрасили в п цветов (каждую клетку закрасили в один из цветов или не закрасили вообще). Правиль­ ной называется раскраска, при которой в каждой строке и в каждом столбце нет двух клеток одного цвета. Всегда ли можно «докрасить» весь лист правильно, если первоначально правильно была закрашена п2— 1 клетка?

48.Доказать, что из любого выпуклого равностороннего (но не обязательно правильного) пятиугольника можно вырезать правильный треугольник, одна из сторон которого совпадает со стороной пятиугольника.

49.Доказать, что ие существует многогранника, у которого к каждой вершине

ик каждой грани примыкает не менее чем по четыре ребра.

* Эти задачи и решении к ним рзяты из журнала «Квант»,

50. На доске была начерчена трапеция; в ней проведена средняя линия [EF] и опущен перпендикуляр [0/<] из точки О пересечения диагоналей на большее основание. Затем трапецию стерли. Как восстановить чертеж по сохранившимся отрезкам [EF] н [О/С]?

51.Множество на плоскости, состоящее из конечного числа точек, обладает следующим свойством: для любых двух точек А и В множества найдется точка С множества такая, что треугольник АВС равносторонний. Сколько точек может со­ держать такое множество?

52.Можно лп из 18 плиток размером 1X2 выложить квадрат так, чтобы при этом не было ни одного прямого «шва», соединяющего противоположные стороны квадрата и идущего по краям плиток?

53.На бесконечном листе клетчатой бумаги N клеток выкрашено в черный цвет. Доказать, что из листа можно вырезать конечное число квадратов так, что будут выполнены два условия: 1) все черные клетки будут лежать в вырезанных

квадратах;

2 ) в любом вырезанном квадрате К площадь черных клеток составит

не менее '/s

н не более 4/ 5 площади К-

54.На плоскости даны две точки Л и В и прямая I, проходящая через точку А. Через точки А и В проводится произвольная окружность. Пусть О — ее центр, С— точка ее пересечения с прямой /, отличная от А. Найти множество середин отрез­ ков [ОС], если Вф1.

55.Можно ли разбить правильный треугольник на миллион выпуклых много­ угольников так, чтобы любая прямая пересекала не более сорока нз этих много­ угольников? (Мы говорим, что прямая пересекает многоугольник, если она имеет

сним хотя бы одну общую точку.)

56.Какую наименьшую длину должен иметь кусок проволоки, чтобы из него можно было согнуть каркас куба /IBCD/liBiCiDi с ребром 10 см? (Проволока мо­ жет проходить по одному ребру дважды, загибаться на 90° и 180°, но ломать ее нельзя.)

57.Два равных прямоугольника расположены так, что их контуры пересе­ каются в восьми точках. Доказать, что площадь общей части этих прямоугольни­ ков больше половины площади каждого из них.

58.Каждая нз девяти прямых разбивает квадрат на два четырехугольника, площади которых относятся как 2 : 3. Доказать, что по крайней мере три нз этих девяти прямых проходят через одну точку.

59.Доказать, что N точек плоскости всегда можно покрыть несколькими иепересекающимпся кругами, сумма длин диаметров которых меньше N и расстоя­ ние между любыми двумя из которых больше единицы. (Под расстоянием между двумя кругами понимается расстояние между их ближайшими точками.)

60.Каждая сторона правильного треугольника разбита на п конгруэнтных частей. Через точки деления проведены прямые, параллельные сторонам. В ре­ зультате этого треугольник разбился на п2 маленьких треугольников. Назовем «цепочкой» последовательность треугольников, в которой ни один не появляется дважды и каждый последующий имеет общую сторону с предыдущим. Каково

наибольшее число треугольников в цепочке?

61.Около сферы радиуса 10 описан некоторый девятнадцатиграииик. Дока­ зать, что на его поверхности найдутся две точки, расстояние между которыми больше 2 1 .

62.Доказать, что на плоскости нельзя расположить семь прямых и семь то­ чек так, чтобы через каждую из точек проходили три прямые и на каждой прямой лежали три точки.

63.В окружности радиуса 1 проведено несколько хорд. Доказать, что если каждый диаметр пересекает не более k хорд, то сумма длин хорд меньше лк,

204

64.У выпуклого белого многогранника некоторые грани покрашены черной краской так, что никакие две грани не имеют общего ребра. Доказать, что если выполнено хотя бы одно нз следующих условий: а) черных граней больше поло­ вины; б) площадь черных граней составляет больше половины площади поверхно­ сти многогранника, то в этот многогранник нельзя вписать шар.

65.В пространстве заданы четыре точки, не принадлежащие одной плоскости. Сколько существует различных параллелепипедов, для которых эти точки служат вершинами?

 

 

О ТВ ЕТЫ .

У К А З А Н И Я . Р Е Ш Е Н И Я

 

 

 

 

Гл.

1

 

 

§

1

 

 

 

 

 

 

6 .

При п нечетном.

7. При

п — 12 й — 1

— натуральное число).

§ 2

 

 

 

 

 

 

2. .V= 30 -!- 49/п,

у =

22 + 36ш (/« =

0,

1 , 2 ,

...). 3. Рассмотреть случаи:

1) х и у — четные; 2)

х и у — нечетные. 4. I)

,v = 2,

у — 27 + 3; 2) х — 2, у =

= 2 7—3. 5. Решить уравнение относительно у.

6 . Решить уравнение относительно х.

8 . При а = — 7 х — 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гл.

2

 

 

§1

1.Одна из них должна быть возрастающей, другая — убывающей. 2. (р" (дг)<0, /"(д) > 0; одна из них должна быть возрастающей, другая — убывающей. 3. По­

ложительная, вогнутая, возрастающая. 4.

Одна возрастающая, другая — убы­

вающая.

5.

Функция у = 1: /

(а) выпуклая,

если / (а)

выпуклая.

6 . Выпуклая.

7. Положительная и вогнутая.

8 . а >

0,

ах + b > 0. 10. Выпуклая. См. упр.

6 .

11. Вогнутая_ на

(— со; 0]

и

 

(1;

+ оо ).

Выпуклая

на

(0;

1).

12.

(—

,

— ]'г3) и (К З , ]^5).

См.

упр.

5.

13. Данную функцию рассмотреть как сумму

функций Ух= 1 : (а — 1)

и (/2 =

2: (2 — а).

На (1; 2) функции ух и у2 вогнутые.

 

 

 

 

 

 

 

 

Упражнения к гл.

2.

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

Нет.

2.

1) Рис. 14; 2)

рис. 11; 3)

рис.

18;

4)

рис.

20;

5)

рис.

19;

6) рис. 12;

7)

рис. 16; 8 )

рис. 17;

 

9) рис. 15; 10)рис.

13.

6. Монотонная.

8 . Нет.

12. Нет.

16.

В точках,

 

где знаменатель

равен

нулю. 17. В точках, где

/( а) <

0.

18.

Пусть / (а) = ах2+

Ьх +

с. Тогда функцияу =

[f (х)]*

определена

 

на

[Xj,

х2],

если а <

0 , и вне

(х^,

х2), если а > 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гл.

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Применить теорему 1. 2.

Применить теорему 1.

4.

Очевидно,

1 +

lognb =

=

log,,(ab). 5. Показать, что многочлен log£« +

logjft -|- 2 является полным квад­

ратом

суммы

двух

чисел.

6 . Использовать

формулу

Iog„ 6

=

1 : log/,я.

9. 1

=

=

(sin2a +

cos2a ) 3 =

sjrpa +

cos°a + 3 sirr'a cos2« -|- 3 sin2a cos-'a^sin0» )- cos“a

-f-

-f 3 sin2acos2a = sin"a +

cos°a +

sin22a.

 

11.

194.

12. Вычислить

tg 142°30',

использовав

равенство

142°30' =

90°

45° -f- 0,5

15°.

13. Очевидно,

log0 16 =

= 4 : log2 6 =

4 : (1 + log23).

Далее, m = Iog1227 = 3 log12 3 = 3:Iog3 12 =

3 : (1 +

+21og3 2 )= 3 :^1 +

]0 g23 'j

=31og23: (2+log2 3). Отсюда log„3=2m: (3—m). Ответ:

logo 16 =

4 (3 — m)

■ 14.

0.

16.

Очевидно,

 

55 +

 

,—

= (4 +

 

/ 3 9 ) 2

и

103 —

— з + m

 

8 / 3 9

 

— 16 / 3 9

=

(8 — Г39)2. Ответ:

12.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 . 1) -v-! = 2 ,

ух = 2 ;

х2 =

2 ,

//„ =

2 ;

х3 — 2 ,

ys = 2 ;

х4 = 2 ,

</4 =

— 2; х5 = 4 ]^0,4,

i/ 5 =

— 2 7^0,4; х„ =

— 4

0,4,

//„ = 2

 

0,4 ;

2) уравне­

ния перемножить почленно;

3) разложить левые части уравнении па множители,

затем преобразованные уравнения сложить почленно; 4) обозначим: y-\-z=t,

уг =

= н.

После исключения х получается

легко

решаемая система уравнении:

 

t"

At — ц + 1

= 0 , I2 — 41 +

it-|-5 = 0; 5) умножаем первое уравнение на у,

 

вто­

рое— на х.

После почленного вычитания полученных уравнений

получим 8 z2x —

— 4z2i/ =

0,

откуда у — 2х. Дальнейшее решение очевидно. 2.

После почленного

вычитания третьего

уравнения

из второго

и четвертого из второго

получаем:

х) (г + 1) = 0,

(г — х) (у +

1) = 0.

Дальнейшее

решение очевидно.

3.

1) х

— 2

У 2 ; х » 1 + / 3 ;

2) х — любое действительное число.

4.

Система

ре­

шений не имеет. Исследовать функцию а =

— х1— 4х® +

8х на

(4,

+ с о ).

 

вто­

 

6 . Из первого

уравнения

г = 3 — х — у.

Подставив это значение z во

рое уравнением выполнив

очевидные преобразования, получим (х — 3)2-|-(|/— 2)2=

= 0.

Отсюда х = 3,

у — 2, затем найдем г =

— 2.

7.

Рис. 132. 8 . Рис.

133.

х=2,

у = 1 .

9.

 

Пусть

х1 их2 — корни

данного

уравнения.

Тогда

х1

х2 =

с: а ,

х1 + х2 = — Ь:а.

Пусть х\

и х'2 — корни

нового

уравнения.

Тогда

(х — Xj)

(х — х'2) =

0 или (х — Xi— 1) (х — х2+ 1) = 0.

Раскрыв скобки,

получим иско­

мое уравнение.

1 3 .

Да.

1 4 . Сложить почленно данные уравнения.

1 5 .

1)

Рис.

1 3 4 ;

2)

если

а

<

2 .

1 6 .

Решить

данное уравнение

относительно у.

1 7 .

2 )

х >

2 и

х < — 3 .

1 8 .

а >

1 .

2 0 .

По теореме Виетах1 2 = <7,

хх +

 

х2 = — р,

ху +

+

х| =

2 +

х2)2 2 X i

• х2 =

р2 +

2(7- 2 1 . Рис.

1 3 5 . 2 2 . х1 =

3 ,

ух = — 2 ;

х2 =

=

3,

г/2 =

2 ;

х3 = 2 ,

(/з =

— 3;

х4 = — 2 ,

р4 = 3 .

2 3 .

Рассмотреть

значения

функции при х = 0, 1,

— 1.

24.

Использовать формулу Виета: — 15 < q < 8 ;

3 < — р < — 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

207

25. (х + у + г) 2 = х2 -|- у'2-|- г- -\- 2ху +

2xz +

2 i/z = а - ( - 2 (л:г/ -|- уг -}- л'г) = 0 ,

(а)

(х2+ U2+ г2) 2 = а2 = л“>+ i f +

+ 2х2у2+ 2 х2г2 + 2 у2г2.

 

Отсюда

 

 

 

х4 + у4+ г4 = я3 2 (х2у2+ х2г2 + г/2г2) .

(б)

Из равенства (а)

 

 

 

ху + yz + хг = — 0 ,5а;

(ху -f- уг + гх) 2 = 0 ,25а3

 

нли

х2у2+ if-z2 + z2x2 + 2xy2z + 2х2(/г + 2xyz2= 0 .25а3.

(в)

 

Отсюда х2у2+ y2z2+

z2x3 =

0,25а22xyz (у +

х + г) =

0 ,25а2 — 0 = 0 ,25а2.

Из равенств (в) н (б)

х4 +

</4 +

г4 =

0 ,5а2 .

 

 

 

 

 

26.

х, = Xj + * 2 =

b: а,

х2 — х2 х2 =

с : а.

Поэтому

(х — Х[) ( х Д.‘2) =

х +

= 0.

27.

1) Если дискриминант данного квадратного трех­

члена меньше нуля; 2 ) если дискриминант равен нулю.

то х

< 63 : (9а — 5).

28.

Если а = 5:9,

то — о о < х < + с о .

Если а > 5 : 9,

Если а < 5 : 9, то х

> 63 : (9а — 5).

30. Рис 136.

31. ут1п =

у (а2) =

а3 — ах.

32. а > 3. Решить данное уравнение относительно а и исследовать а как функ­ цию от х. 34. Выразить х3 из первого уравнения и подставить его значение во второе уравнение. 35. 1. Графики функций ylt г/2 касаются в точке, абсцисса которой является корнем данного уравнения, поэтому касательные к этим гра­ фикам в этой точке совпадают.

 

§

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

1)

Выразить х +

у и ху

из первого

и

второго

уравнений и подставит

в третье.

2 . 1) Рис. 137.

3. Если

а = ± 3, то х = 0,5;

если

а ф ±

1,

а ф ± 3>

то

х1 = ( а + 1 ) : ( а — 1)

и

х2 =

(а — 1): (а +

1).

4. 1)

Рис.

138;

2 ) а = 0,75-

5.

1)

Рис.

139; 2) четыре;

3) да, если а =

| ОЛ|,

где А — точка пересечения ги­

перболы с биссектрисой первого или третьего

координатных

углов.

7.

1) Гра­

фик у3 см.

на рис. 140;

2) если

0,5 < а <

1,

1

< а < 2. 8 . 0 < х <

3,

х < 0.

Рассмотреть это неравенство, если:

1) х >

3;

2) 0 < х < 3;

3) х < 0.

9.

— 3 <

< р < 6 .

10. Рис. 141.

11. Рис. 142. 12.

Раскрыть скобки в выражениях (х +

 

х ~ 1)2

и

(х + х- 1 )3 и сравнить результат с исходным уравнением.

13.

1) Гра-

208

У

 

 

 

V / - T - 4

' b

W

/ х

-/ -0.5

0

0,5

Рис.

136

Рис. 137

Рис. 138

0,5

-7

О 7

-0,5

Рис. 141

14 А. Б. Василевский

209

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ