Тема . Ломоносов
Тождественные преобразования, функции, уравнения и системы на Ломоносове
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела ломоносов
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#67598

Сколько решений имеет уравнение

--1---  ---1--   2-
(x− 1)2 + (x− 2)2 = x2?

Источники: Ломоносов-2011, отборочный тур (см. olymp.msu.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Раз нам сказали найти количество корней такого уравнения, то, скорее всего, сами корни некрасивые, то есть просто в лоб мы их не найдём. Но давайте внимательно посмотрим на уравнение, а точнее, на числа в числителе. Слева у нас по единице, а справа двойка. Почему тогда привести всё к общему знаменателю не такая плохая идея? Попробуйте это сделать.

Подсказка 2

Верно, это хорошо сделать, потому что, прикинув на глаз, можно увидеть и слева, и справа одинаковые коэффициенты при x⁴. То есть они сократятся, и останется только x³. Тогда этот многочлен легко проанализировать с точки зрения функции. Для чего же мы это сделали? Вспомните теорему, которая очень хорошо определяет наличие корня на каком-то интервале.

Подсказка 3

Ага, это теорема о промежуточном значении. Также мы определили, где функция возрастает, а где убывает. Тогда посмотрите значение в хороших точках и поймите, сколько корней есть у уравнения.

Показать ответ и решение

Первое решение.

Введём в рассмотрение функции       --1--  --1--
f(x)= (x−1)2 + (x−2)2  и      2-
g(x)= x2.

При x< 0  выполнены неравенства x− 2< x− 1<x < 0  , следовательно, --1--  -1
(x−1)2 < x2  и --1--  -1
(x−2)2 < x2  , поэтому f(x)< g(x)  , а значит, при x < 0  уравнение не имеет решений.

На промежутке (0;1)  функция f  возрастает от 5
4  (не включая) до +∞ , так как на данном промежутке      2
(x− 1)  и      2
(x − 2)  убывают, следовательно --1--
(x−1)2  и --1--
(x−2)2  возрастают. Минимум суммы двух дробей достигается при максимуме      2
(x− 1)  и      2
(x− 2)  на (0;1).

а функция g  убывает от + ∞ до 2 (не включая) при x ∈(0;1)  . Следовательно, на этом промежутке уравнение имеет ровно 1 решение.

На промежутке (1;2)  имеем       (3)
f(x)≥f 2  =8  , а g(x)< g(1)= 2  , следовательно, на этом промежутке уравнение не имеет решений.

При x> 2  выполнены неравенства 0< x− 2< x− 1<x  , следовательно, (x1−1)2 > x12  и (x1−2)2 > x12  , поэтому f(x)> g(x)  , значит, при x > 2  уравнение не имеет решений.

Второе решение.

Исходное уравнение при условиях x⁄= 0,x ⁄=1,x⁄= 2  равносильно уравнению 6x3 − 21x2+  24x− 8= 0.

Рассмотрим функцию f(x)= 6x3− 21x2+ 24x− 8  . Поскольку f′(x)=18x2− 42x+ 24,  то x= 1  — точка максимума, а x = 43  — точка минимума. Функция f  возрастает на области (− ∞,1)  и на области (     )
 43;+∞ , а на промежутке (   )
 1;43 убывает.

Так как                  ( )
f(0) =− 8, f(1)= 1, f 43 = 89  , то уравнение f(x)= 0  имеет единственный корень, который лежит на промежутке (0;1).

Ответ: одно

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!