Перейти к основному содержимому

Задача

Про

Задача №18284 — Сложная задача (ДВИ МГУ (математика))

Найти все целые значения x из отрезка [19;29], удовлетворяющие неравенству (a^6+8a^5-2)/(a^x) 1, где a — корень уравнения y^(17)+2y^(11)+4y^5=1.

**Шаг 1. Найдём число a и установим, что 0<a<1.** Число a задано как корень уравнения y^(17)+2y^(11)+4y^5=1. Рассмотрим функцию g(y)=y^(17)+2y^(11)+4y^5. Её производная g'(y)=17y^(16)+22y^(10)+20y^4=y^4(17y^(12)+22y^6+20) 0, причём g'(y)=0 лишь в изолированной точке y=0. Значит, g **строго возрастает** на всей числовой прямой, и уравнение g(y)=1 имеет **ровно один** корень a. Так как g(0)=0<1 и g(1)=1+2+4=7>1, этот единственный корень лежит между 0 и 1: 0<a<1. Этот факт нам важен: основание степеней меньше единицы. **Шаг 2. Упростим числитель, используя уравнение для a.** Ключевое наблюдение — тождество y^(23)-y^6-8y^5+2=(y^6-2)(y^(17)+2y^(11)+4y^5-1). Его легко проверить раскрытием скобок: (y^6-2)(y^(17)+2y^(11)+4y^5-1)=y^(23)+2y^(17)+4y^(11)-y^6-2y^(17)-4y^(11)-8y^5+2=y^(23)-y^6-8y^5+2. Подставим y=a. По условию второй множитель обращается в нуль: a^(17)+2a^(11)+4a^5-1=0, поэтому и вся левая часть равна нулю: a^(23)-a^6-8a^5+2=0 a^6+8a^5-2=a^(23). Таким образом, **числитель дроби в точности равен a^(23)**. **Шаг 3. Решим неравенство.** Поскольку a>0, знаменатель a^x>0 при любом x, и умножение на него не меняет знак неравенства. Заменив числитель на a^(23), получаем (a^(6)+8a^(5)-2)/(a^(x)) 1(a^(23))/(a^(x)) 1 a^(23-x) 1. Так как 0<a<1, показательная функция t a^(t) **строго убывает**, а a^0=1. Поэтому a^(23-x) 1=a^(0) 23-x 0 x 23. **Шаг 4. Отбор целых x из отрезка.** Требуются целые xin[19;29], удовлетворяющие x 23: xin19,20,21,22,23. В граничной точке x=23 имеем a^(23-23)=a^0=1, и нестрогое неравенство выполнено (равенство допустимо); при x 24 показатель 23-x<0, откуда a^(23-x)>1 и неравенство нарушается. **Ответ:** xin19,20,21,22,23.

\(19, 20, 21, 22, 23\)

#18284Сложно

Задача #18284

Нестандартная алгебра•10 баллов•14–41 минута

Задача #18284

Нестандартная алгебра•10 баллов•14–41 минута

Введите ответ или опишите решение, затем нажмите «Проверить» - ИИ проверит и объяснит ошибки. Можете прикрепить фото и/или нарисовать что то на доске.

Проверить решение?

Покажи своё решение — проверю и покажу, где ошибка

Информация

ЭкзаменЕГЭ
Раздел

Задачи повышенной сложности

Тип задачи№6 Сложная задача
ТемаНестандартная алгебра
ИсточникМехмат МГУ, Письменный экзамен, 2009 год (механико-математический факультет МГУ; первая смена — задачи 1-4, вторая смена — задачи 5-8)
Откуда задача

Мехмат МГУ (архив)

Теги
Показательные уравнения свойства степениУравнения высших степенейРациональные неравенстваСвойства степени с действительным показателем
Задача №18284: Сложная задача - ДВИ МГУ (математика) | SdamEx