Разбор заданий 13-18 Тренировочной работы
13. Дано уравнение $\sqrt{tgx}\cdot (2sin^2x-sinx-1)=0.$
a) Решите уравнение.
б) Укажите корни уравнения, принадлежащие отрезку $[\frac{\pi}{2};2\pi].$
Решение: + показать
a)
$\sqrt{tgx}\cdot (2sin^2x-sinx-1)=0;$
$\begin{cases}\left[\begin{array}{rcl}tgx=0,\\2sin^2x-sinx-1=0;\end{array}\right.\\tgx\geq 0;&\end{cases}$
$\begin{cases}\left[\begin{array}{rcl}tgx=0,\\sinx=1,\\sinx=-\frac{1}{2};\end{array}\right.\\tgx\geq 0;&\end{cases}$
$x=\pi n,n\in Z$ или $x=\frac{7\pi}{6}+2\pi k, k\in Z.$
б) Произведем отбор корней исходного уравнения при помощи тригонометрического круга.
Ответ:
а) $\pi n,n\in Z,$ $\frac{7\pi}{6}+2\pi k, k\in Z;$
б) $\pi;\frac{7\pi}{6};2\pi.$
14. Дана правильная треугольная призма $ABCA_1B_1C_1$.
а) Докажите, что объем пирамиды с вершинами в точках $A,B_1,B, C_1$ составляет третью часть объема призмы.
б) Найдите угол между прямыми $AB_1$ и $BC_1$, если известно, что $AB=2, AA_1=4.$
Решение: + показать
a)
(Кратко ;) на этот раз…)
$V_{AB_1BC_1}=V_{ABCA_1B_1C_1}-V_{ABCC_1}-V_{A_1B_1C_1A};$
$V_{AB_1BC_1}=V_{ABCA_1B_1C_1}-\frac{1}{3}\cdot V_{ABCA_1B_1C_1}-\frac{1}{3}\cdot V_{ABCA_1B_1C_1}=\frac{V_{ABCA_1B_1C_1}}{3}.$
Что и требовалось доказать.
б) Продлим луч $CB$ за точку $B$, отметим на нем точку $T$ так, что $BT=CB$.
$BC_1B_1T$ – параллелограмм, то есть $B_1T\parallel C_1B$. Тогда $\angle (AB_1;C_1B)=\angle (AB_1;B_1T).$
Несложно заметить, что
$AB_1=B_1T=\sqrt{4^2+2^2}=\sqrt{20}.$
Из треугольника $ABT$ по теореме косинусов:
$AT^2=AB^2+BT^2-2\cdot AB\cdot BT\cdot cos120^{\circ};$
$AT^2=2^2+2^2-2\cdot 2\cdot 2\cdot (-\frac{1}{2});$
$AT=\sqrt{12}.$
Из треугольника $AB_1T$ по теореме косинусов:
$AT^2=AB_1^2+B_1T^2-2AB_1\cdot B_1T\cdot cos\angle (AB_1;B_1T);$
$12=20+20-2\cdot 20\cdot cos\angle (AB_1;B_1T);$
$cos\angle (AB_1;B_1T)=\frac{28}{40};$
$cos\angle (AB_1;B_1T)=0,7.$
Откуда $\angle (AB_1;B_1T)=arccos0,7.$
Ответ: б) $arccos0,7.$
15. Решите неравенство $log_{x+1}2\leq log_{3-x}2.$
Решение: + показать
$log_{x+1}2\leq log_{3-x}2;$
$\frac{1}{log_2(x+1)}\leq \frac{1}{log_2(3-x)};$
$\frac{log_2(3-x)-log_2(x+1)}{log_2(x+1)\cdot log_2(3-x)}\leq 0;$
Применяем метод замены множителей:
$\begin{cases}\frac{(2-1)(3-x-x-1)}{(2-1)(x+1-1)(2-1)(3-x-1)}\leq 0,\\3-x>0,\\x+1>0;&\end{cases}$
$\begin{cases}\frac{2-2x}{x(2-x)}\leq 0,\\x<3,\\x>-1;&\end{cases}$
$x\in (-1;0)\cup [1;2).$
Ответ: $(-1;0)\cup [1;2).$
16. В равнобедренную трапецию $ABCD$ с основаниями $BC$ и $AD$ вписана окружность. Вторая окружность, построенная на боковой стороне $AB$ как на диаметре, второй раз пересекает большее основание $AD$ в точке $H$.
а) Докажите, что треугольник $CHD$ равнобедренный.
б) Найдите основания трапеции, если радиусы первой и второй окружностей равны соответственно $6$ и $6,5$.
Решение: + показать
a) Пусть $O_1,O_2$ – центры первой и второй окружностей соответственно.
Покажем прежде, что точки $C,H$ и $O_1$ лежат на одной прямой.
Заметим, $BH$ – высота трапеции, коль вписанный угол $H$ опирается на диаметр $AB$ окружности. Опустим перпендикуляр $CF$ из вершины $C$ на сторону $AD$ трапеции.
Тогда $BCFH$ – прямоугольник. Обозначим точку пересечения его диагоналей за $P$. Покажем, что точки $P$ и $O_1$ совпадут.
$O_1$ – точка пересечения линии симметрии трапеции $ABCD$ и прямой, равноудаленной от оснований.
Но и $P$ – точка пересечения тех же прямых, о которых говорилось выше – одной из осей симметрии прямоугольника (той, что равноудалена от $BH,CF$, она же совпадает с линией симметрии трапеции и прямой, равноудаленной от $BC$ и $AD$).
Итак, точки $O_1$ и $P$ совпали. То есть $C,H$ и $O_1$ лежат на одной прямой.
Но тогда треугольник $CHD$ таков, что в нем биссектриса $DO_1$ (центр вписанной окружности в трапеции – точка пересечения биссектрис при вершинах) является и медианой ($CO_1=HO_1$ в прямоугольнике диагонали точкой пересечения делятся пополам). Значит, треугольник $CHD$ – равнобедренный ($CD=HD$).
Что и требовалось доказать.
б) Замечаем также, что вторая окружность (с центром в точке $O_2$) проходит через центр первой. Действительно, $O_1$, является, в частности, точкой пересечения биссектрис углов $A$ и $B$, а биссектрисы углов при боковой стороне трапеции, очевидно, высекают прямоугольный треугольник. Так у этого треугольника гипотенуза – диаметр $AB$ второй окружности. Точке $O_1$ остается принадлежать второй окружности.
Пусть $Q$ – точка касания первой окружности со стороной $AB$.
Треугольники $QO_1O_2, HBA$ подобны по двум углам. Коэффициент подобия их – $2$. Действительно, так как $O_1$ – точка пересечения биссектрис углов трапеции, а биссектрисы углов трапеции при боковой стороне высекают прямоугольный треугольник, то медиана $ O_1O_2$ равна половине гипотенузы. То есть $k=\frac{AB}{O_1O_2}=2$ для указанных треугольников.
Тогда $AH=2O_2Q$, при этом из треугольника $QO_2O_1$
$QO_2=\sqrt{6,5^2-6^2}=2,5.$
То есть $AH=5.$
Так как $O_1O_2$ – средняя линия трапеции $AHCB$, то
$6,5=\frac{BC+5}{2},$
откуда
$BC=8.$
Наконец,
$AD=BC+2AH=18.$
Ответ: б) $8;18$.
17. На первом складе находятся коробки с простыми карандашами, а на втором – с цветными. Количество коробок простых карандашей составляет $\frac{14}{17}$ от числа коробок цветных карандашей. Когда со складов продали $\frac{3}{8}$ коробок простых карандашей и $\frac{5}{9}$ цветных, то на первом складе осталось менее $3000$ коробок, а на втором – не менее $2000$ коробок. Сколько коробок было первоначально на каждом складе?
Решение: + показать
Пусть первоначально на втором складе было $n$ коробок (с цветными карандашами). Тогда, согласно условию, количество коробок (с простыми карандашами) на первом складе – $\frac{14}{17}n$.
Если продали $\frac{5}{9}$ коробок цветных карандашей, то на складе осталось $n-\frac{5n}{9}$ (то есть $\frac{4n}{9}$) коробок цветных карандашей.
Если продали $\frac{3}{8}$ коробок простых карандашей, то на складе осталось $\frac{14}{17}n-\frac{3}{8}\cdot \frac{14}{17}n$ (то есть $\frac{35n}{68}$) коробок простых карандашей.
Так как в итоге на первом складе осталось менее $3000$ коробок, а на втором – не менее $2000$ коробок, то
$\begin{cases}\frac{35n}{68}<3000,\\\frac{4n}{9}\geq 2000;&\end{cases}$
$\begin{cases}n<\frac{3000\cdot 68}{35},\\n\geq 4500;&\end{cases}$
Учитывая, что $n\in N$, первое неравенство системы можно переписать так: $n\leq 5828.$
Подитог: $4500 \leq n \leq 5828$
Учитывая, что $n$ кратно $17,9$ и $68$, получаем, что $n$ кратно $612$. Таким образом, $n=4896$ или $n=5508$.
Итак, на первом складе было первоначально $4032$ карандашей, на втором – $4896$. Или на первом складе было первоначально $4536$ карандашей, на втором – $5508ю$
Ответ: $4032$ и $4896$; $4536$ и $5508$.
18. Найдите все положительные значения $a$, при каждом из которых любой корень уравнения
$0,5^x-3x-\sqrt[3]x+4=a(5-log_3(1-2x))$
находится в промежутке $[-1;0].$
Решение: + показать
Пусть $f(x)=0,5^x-3x-\sqrt[3]x+4$ и $g(x)=a(5-log_3(1-2x)).$
$g(x)$ при положительных значениях $a$ – непрерывная возрастающая функция на $(-\infty;\frac{1}{2}).$
$f(x)$ – непрерывная убывающая функция (и на $(-\infty;\frac{1}{2})$ в том числе).
Если решение и будет на $[-1;0]$, то только одно.
При этом замечаем, что на $[-1;0]$ $f(x)$ принимает значения от $10$ до $5$ (включительно). А $g(x)$ на $[-1;0]$ принимает значения от $4a$ до $5a$ (включительно).
Для того, чтобы решение существовало, значение функции $g(x)$ на правом конце отрезка $[-1;0]$ должно быть не меньше значения $f(x)$ на правом конце отрезка и значение функции $g(x)$ на левом конце отрезка $[-1;0]$ должно быть не больше значения $f(x)$ на левом конце отрезка $[-1;0]$.
Требуем, чтобы $5a\geq 5$ и $4a\leq 10.$
Получаем, что $a\in [1;2,5].$
Ответ: $[1;2,5].$
В 16 номере, пункт а. Можно доказать полегче. Используя свойство четурехугольника, в который можно вписать окружность: AB+CD=BC+AD сл-но 2CD=2BC+2FD сл-но CD=BC+FD=DH. Треугольник CHD-равнобедренный.
Марина, спасибо!
Это Вам спасибо за ваши старания!
В №16 б), используя свойство четырехугольника, в который вписали окружность, AH=FD=5, АВ=CD=13, тогда ВС=(13+13-10)/2=8
Спасибо, Елена Юрьевна, за вашу работу, за великолепный сайт, за возможность знакомиться с разными вариантами решений.
Ирина, спасибо!
Почему в задании №13 в ответ не вошли корни уравнения синусХ=1?
Людмила, если [latexpage] $sinx=1$, то $cosx=…$?
Существует тангенс при таком $x$?
В 13 задании второй корень 7п/6 не будет считаться ошибкой.В ответе у Ларина -5П/6.Что ученикам говорить.
Расположение точек [latexpage]$\frac{7\pi}{6}$ и $\frac{-5\pi}{6}$ на тригонометрическом круге одинаково.
Ответы $\frac{7\pi}{6}+2\pi n$ и $\frac{-5\pi}{6}+2\pi n$ – абсолютно одинаковы (за счет счетчика).
Не путаем, при этом, что точки $\frac{7\pi}{6}$ и $\frac{-5\pi}{6}$ на оси имеют разное положение.
Да, действительно! Спасибо!
Уважаемая Елена Юрьевна. К сожалению маленькая опечатка. Когда доказываем, что вторая окружность проходит через центр первой речь о биссектрисах углов А и В, а не А и D. По тексту всё правильно, просто не та буква. Большое Вам спасибо за Вашу работу. С уважением, Людмила Борисовна.
Людмила, спасибо большое!
Уважаемая, Елена Юрьевна! В №14 можно ли рассмотреть другой способ доказательства ( я этот не понимаю), используя формулу объёма призмы и объёма пирамиды (здесь не могу прийти к ответу).
А в б)достроила призму до параллелепипеда, рассмотрела равнобедренный треугольник и , используя метод площадей, нашла синус угла. Спасибо.
Как раз через объемы призмы и пирамиды и нужно идти. Не успевала все расписать – написала кратко. Если расписать объем пирамиды с основанием ABC и вершиной С_1, то он составит треть объема призмы. Действительно, основания призмы ABCA_1B_1C_1/пирамиды ABCC_1 совпадают, высоты совпадают. V=SH для призмы и V=SH:3 для пирамиды.
Точно также и с пирамидой A_1B_1С_1A_1. Выкидывая из объема призмы два объема пирамиды (то есть 2/3 объема призмы), что получим?
Всё понятно, просто и доступно. Спасибо!
Почему в 17 задании n кратно 68?
Кол-во коробок простых карандашей (после частичной продажи их) – 35n/68. Поэтому.
В 14 задание при нахождении АТ допущена опечатка, АВ=2, АТ = 2^2 + 2^2 – …
Да, конечно. Спасибо. Подправила.