- Преподавателю
- Математика
- Тема разработки РЕШЕНИЕ НЕСТАНДАРТНЫХ ЗАДАЧ
Тема разработки РЕШЕНИЕ НЕСТАНДАРТНЫХ ЗАДАЧ
Раздел | Математика |
Класс | - |
Тип | Другие методич. материалы |
Автор | Сырымбетов М.С. |
Дата | 01.11.2015 |
Формат | docx |
Изображения | Есть |
«Екібастұз каласының әкімдігінің білім бөлімінің № 17 ЖББОМ» КММ
КГУ «СОШ № 17 отдела образования акимата города Экибастуза»
Решение
нестандартных задач
Составил: Сырымбетов М.С.
Екібастұз қаласы
2015 ж.
Город Экибастуз
2015 г.
Сборник задач
Составил:Сырымбетов М.С.
1. Решите уравнение: х++=2
Решение: Воспользуемся неравенством а1 а2+в1 в2
Геометрическая интерпретация этого неравенства : скалярное произведение двух векторов не превосходит произведения их длин. Оно является частным случаем (n=2) общего неравенства Коши-Буняковского. Равенство имеет место в случае коллинеарности векторов (а1,в1) и (а2,в2).
Имеем х+1=2. Значит векторы
(х,1) и (,) коллинеарны, следовательно их координаты пропорциональны. = , х= , х3-3х2+х+1=0
х3-2х2+х-х2+1=0 ; х(х-1)2-(х-1)(х+1)=0 Разложим на множители: (х-1)(х2-2х-1)=0 . Отсюда
х-1=0; х=1, х2-2х-1=0; х=1+, , х=1-,
Корень , х=1-- посторониий , т.к. х-положительное число.
Ответ: х=1, х=1+
2. Для функции f(x)=ах2+вх+с известно , что а<b и f(x) для всех х. Найти наименьшее значение
Решение: Если f(x) для всех х ,то а >0 и Д=в2-4ас< 0 и с>
==,. Пусть в-а=р, тогда
===3. Здесь применили неравенство Коши 9а2+р26ар
3.Может ли квадратное уравнение ах2+вх+с=0 с целыми коэффицентами иметь дискриминант, равный 23?
Решение: Допустим , что дискриминант равен 23. Тогда в2-4ас=23. Т.к. 4ас четное число, то в должно быть нечетным числом, т.е. в=2к+1. Тогда (2к+1)2-4ас=23;
4к2+4к+1-4ас=23
4(к2+к-ас)=22 . Левая часть равенства при целых значениях к и а является числом кратным 4, а правая часть на 4 не делится нацело, Получили противоречие. Значит квадратное уравнение ах2+вх+с=0 с целыми коэффицентами не может иметь дискриминант, равный 23.
4.Доказать, что число 1998 невозможно представить в виде разности квадратов двух разных чисел.
Решение: Докажем от противного: предположим, что число 1998 можно представить в виде разности квадратов двух различных чисел. Так как число 1998 четное, то эти оба числа либо четные, либо нечетные. В противном случае разность квадратов четного и нечетного чисел была бы нечетным числом.
Предположим, что эти два числа четные. Тогда их можно записать в виде 2n и 2m. Составим разность квадратов этих чисел: (2n)2 -(2m)2 = 4n2 -4m2 =4(n2 - m2). Полученная разность квадратов двух четных чисел делится на 4, так как один из множителей произведения 4(n2 - m2) делится на 4, но число 1998 на 4 не делится, следовательно, число 1998 нельзя представить в виде разности квадратов двух четных чисел.
Предположим, что эти два числа нечетные. Тогда их можно записать в виде 2n -1 и 2m-1. Составим разность квадратов этих чисел: (2n+1)2 -(2m+1)2 = 4n2 -4n+1- 4m2+4m -1=4(n2 - m2)- 4(n - m) =4(n2 - m2 - n + m). Полученная разность квадратов двух нечетных чисел делится на 4, так как один из множителей произведения 4(n2 - m2 - n + m). делится на 4, но число 1998 на 4 не делится, следовательно число 1998 нельзя представить в виде разности квадратов двух нечетных чисел. Получили противоречие. Наше предположение неверно, значит, число 1998 невозможно представить в виде разности квадратов двух разных чисел.
5. Можно ли в равенстве 1*2*3*. . .*10=0 вместо звездочек поставить знаки плюс и минус так, чтобы получилось верное равенство.
Решение: Нельзя, так как эта алгебраическая сумма содержит нечетное число нечетных различных чисел и нечетное число четных чисел, и их алгебраическая сумма была бы нечетным числом.
6.Объясните, как покрасить часть точек плоскости так, чтобы на любой окружности радиуса 1 см было, ровно четыре покрашенные точки.
Решение: Проведем на плоскости параллельные прямые на расстоянии 1см друг от друга и будем считать эти прямые закрашенными частями плоскости. Тогда любая окружность радиусом 1 см и центром в любой точке плоскости будет содержать ровно четыре покрашенные точки.
7. Дописать справа к числу 641 три цифры так, чтобы полученное шестизначное число делилось бы на 7, 8, и 9.
Решение: Если число делится на 7, 8 и 9, то оно делится также на их и произведение, то есть 7*8*9=504. Возьмем число 641 000, разделим на 504 с остатком , то есть 641000 = 504*1271 + 416 .К обеим частям данного равенства прибавим число 88 = 504 - 416 , то есть число дополняющее число 416 до 504, 641000 + 88 = 504*1271 + 416 +88, отсюда следует равенство
641 088= 504*1271+504=504*1272. Отсюда следует, что число 641 088
делиться на 504, а значит и делится на 7, 8 и 9. Искомые цифры: 0, 8, 8.
Сложим число 641 088 и 504: 641 088 + 504 = 641 592. Полученная сумма также делится на 504, значит и делится на 7, 8 и 9. Искомые цифры: 5, 9, 2.
8.Произведение пяти чисел не равно нулю. Каждое из этих чисел уменьшили на единицу, при этом произведение не изменилось. Приведите примеры таких чисел.
Решение: 1)Например, возьмем следующие пять чисел: -0,5; 3; 4; 5; 6 и найдем их произведение: -0,5*3* 4* 5* 6=-180. Уменьшим каждое на единицу и найдем их произведение: -1,5*2*3*4*5=-180. Значит, данные числа -0,5; 3; 4; 5; 6 - искомые.
2) Например, возьмем следующие пять чисел: - 1;5; 6;7;8 и найдем их произведение: -1*5*6*7*8=-1680. Уменьшим каждое на единицу и найдем их произведение: -2*4*5*6*7=-1680. Значит, данные числа -1; 5;6; 7;8 - искомые.
9.Какое из чисел больше
…+или
Решение: Из двух дробей с одинаковыми числителями больше та, у которой меньше числитель, и меньше та, у которой больше знаменатель. В данной сумме каждое слагаемое заменим дробью , и тогда исходная сумма будет меньше вновь полученной суммы, то есть
…+<++ …==<.
Значит больше суммы …+
10.Решите уравнение х2 - у2 -х +у =6 в натуральных числах.
Решение: Разложим левую часть уравнения на множители.
х2 - у2 -х +у =6
(х-у) (х+у-1)=6. Так как 6=1*6 и 6=2*3, то данное уравнение можно заменить на равносильные ему четыре системы уравнений: 1) , или 2) ,или 3) , или 4)
Системы 1) и 4) в натуральных числах решений не имеет. Система 2) имеет решение х=4, у=3 , система 3) имеет решение х=3, у=1 .
Ответ : 1) х=4, у=3 , 2) х=3, у=1 .
11.Страницы учебника пронумерованы 3, 4, 5 и т.д. Для этого потребовалось 1000 цифр. Сколько страниц в учебнике?
Решение: Страниц, пронумерованных однозначными числами от 3 до 9 всего 7, а значит и цифр требуется всего 7. Страниц, пронумерованных двузначными числами от 10 до 99 всего 90, а значит, цифр требуется всего -180. Значит, на страницы с трехзначными числами требуется 1000- 7-180=813 цифр. Разделив 813 на 3 получим 271 страницу, пронумерованных трехзначными числами от 100 до 270 включительно. Значит в учебнике 270 страниц.
12.Докажите , что n(n2+5) делится на 6.
Доказательство: n (n2+5)= n(n2-1+6)= n(n2-1)+6 n = n(n-1)( n+1)+ 6 n; произведение
n (n-1)( n+1) кратно 6, так как является произведением трех последовательных натуральных чисел, и произведение 6 n кратно 6, следовательно и сумма n(n-1)( n+1)+ 6n кратна 6, а значит и n(n2+5) делится на 6.
13.Докажите , что в десятичной записи числа 2300 не более 100 цифр.
Доказательство: 2300=(23 )100=8100<10100. Число 10100 содержит 101 цифру (1 и 100 нулей). Так как 2300 <10100 , то значит число 2300 содержит не более 100 цифр.
14.К числу 43 справа и слева приписать по одной цифре так, чтобы полученное число делилось на 45.
Решение: Если число делится на 45, то оно делится на 5, и на 9. Значит оно должно оканчиваться на 0 или на 5, и сумма его цифр должна делиться на 9.
Значит это числа 1) 2430; 2) 6435.
15.Докажите , что произведение четырех последовательных четных(нечетных) натуральных чисел в сумме с числом 16 является полным квадратом натурального числа.
Доказательство: п(п+2)(п+4)(п+6) +16= ((п+3)-3)((п+3)-1)((п+3)+1)((п+3)+3) + 16=
=((п+3)2-9) ((п+3)2-1) +16 = (п+3)4-9(п+3)2-(п+3)2+9+16= (п+3)4-10(п+3)2+25=( (п+3)2-5)2.
16.Докажите , что произведение четырех последовательных натуральных чисел в сумме с единицей является полным квадратом натурального числа.
Доказательство: п(п+1)(п+2)(п+3) +1= п(п+3)(п+1)(п+2)+1=(п2+3п)(п2+п+2п+2) + 1=
= (п2+3п)(п2+3п+2) + 1 = (п2+3п)2 +2(п2+3п) +1 = (п2+3п+1)2.
17.Произведение произведение четырех последовательных натуральных чисел равно 1680. Найдите эти числа.
Решение: Произведение четырех последовательных натуральных чисел в сумме с единицей является полным квадратом натурального числа. Пусть п меньшее число. По условию п(п+1)(п+2)(п+3)=1680. Прибавим к обеим частям равенства 1:
п(п+1)(п+2)(п+3) +1=1681 ; (п2+3п+1)2=412 ; п2+3п+1=41 ; п2+3п-40=0 ; п=-8 - не подходит по условию; п=5 является натуральным числом. Значит искомые числа 5,6,7,8.
18.Известно, что авс+ав+ас+вс+а+в+с=1000. Найти сумму а+в+с.
Решение:
Прибавим к обеим частям равенства единицу и разложим обе части на множители.
авс+ав+ас+вс+а+в+с+1=1001:
ав(с+1)+с(а+в)+(а+в)+(с+1)=7х11х13
ав(с+1)+(а+в)(с+1)+(с+1)=7х11х13
(с+1)(ав+а+в+1)=7х11х13
(с+1)(а(в+1)+(в+1))=7х11х13
(с+1)(в+1)(а+1)=7х11х13 . Значит с+1=7; в+1=11; а+1=13, отсюда с=6, в=10, а=12, тогда а+в+с=12+10+6=28.
19.При каких значения а и b уравнение a sin x = b уравнение имеет ровно 850 корней?
Решение : a sin x = b ; sin x= , Решая это уравнение графическим способом можно заметить , что синусоида у= sin x и прямая у= проходят через начало координат, которое является для этих линий центром симметрии, и не могут имеет четное число точек пересечений, следовательно данное уравнение не может иметь ровно 850 корней.
20.Может ли вершина параболы у=4х2-4(а-1)х+а лежать во второй координатной четверти при каком - нибудь значении а?
Решение: х0=--абсцисса вершины параболы, значит х0==
У0-ордината вершины параболы, значит у0=-а2+3а-1. Если точка принадлежит 2-й координатной четверти, то ее абсцисса отрицательна, а ордината положительна. Значит
т.е.
1)а<1 2) Решением данного неравенства является промежуток:
. Найдем пересечение множеств решений данных неравенств системы:
Ответ: может, при а
21. Дан треугольник со сторонами а, в и с. Докажите что если медианы проведеные к сторонам а и в , взаимно перпендикулярны, то а2+в2=5c2
С
К Е
О
А В
Дано : АВС, АЕ и ВК медианы; АЕ перпендикулярно ВК. ВС = а, АС = в , АВ = с. Доказать: а2+в2=5c2
Доказательство: Пусть АЕ = ma , BC=mв Медианы треугольника пересекаются в одной точке и этой точкой делятся в отношении2:1, считая от вершины. Треугольники АВО, АКО, ВЕО - прямоугольные: АВ2=АО2+ВО2 ; ВЕ2=ВО2+ЕО2; АК2=АО2+КО2 Значит
с2= ma2+ mв2 (1) , а2 = ma2+ mв2 (2) , в2 = mв2+ mа2 (3) Сложим почленно равенства (2) и (3) : а2 + в2 = mа2 + mв2 . Умножим обе части равенства на 4: : а2 + в2 = 4 ( mа2 + mв2 ) = 5 ( mа2 + mв2) = 5с2 , что и требовалось доказать.
22.Решите уравнение х99+2х199+3х299+...+20х1999=210
Решение: Т.к. показатели переменной х в уравнении нечетные числа, то значение корня должно быть положительным числом. Допустим, что корень уравнения больше нуля и меньше единицы.Тогда х99 меньше 1, 2х199 меньше 2, 3х299 меньше 3,..., 20х1999 меньше 20, следовательно сумма х99+2х199+3х299+...+20х1999 меньше 210, так как 1+2+3+...+20=210. Значит корень уравнения не может быть больше нуля и меньше единицы.
Допустим , что корень уравнения больше единицы. Тогда х99 больше 1, 2х199 больше 2, 3х299 больше 3,..., 20х1999 больше 20, следовательно сумма х99+2х199+3х299+...+20х1999 больше 210, так как 1+2+3+...+20=210. Значит корень уравнения не может быть больше единицы. Проверим х=1: лю,бая степень числа 1 равна 1, следовательно 199+2*1199+3*1299+...+20*11999 =210, значит корень уравнения равен 1.
Ответ: х=1
23.Одна сторона квадрата увеличена на р%, а другая уменьшена на р%. Площадь полученного прямоугольника составляет 99% от площади квадрата. Найти р.
Решение:Пусть х - сторона квадрата, тогда его площадь равна х2.После того, как одну сторону увеличили на р%, т.е. х+х=х(1+), а другую уменьшили на р%, т.е. х-х=х(1-),то площадь получившегося прямоугольника стала х(1+) х(1-)=х2(1-). Так как площадь получившегося прямоульника составляет 99% от площади квадрата, то х2= х2(1-).Разделив обе части уравнения на х2, получим уравнение =1-. Отсюда =,т.е. р=10%
Ответ: р=10%
24.Прямоугольный участок пола покрыт квадратной плиткой одинакового размера. На границе участка использовали плитку красного цвета, а внутри участка -зеленого. Понадобилось поровну плиток красного и зеленого цвета.Сколько всего плиток могло быть использовано!
Решение: Пусть по длине участка размещается а плиток, а по ширине в плиток, тогда на границе участка разместятся а+а+в-2+в-2=2а+2в-4 красных плиток, а внутри участка- (а-2)(в-2)=ав-2а-2в+4 зеленых плиток.Так как количество красных и зеленых плиток поровну, то
2а+2в-4= ав-2а-2в+4.
4а+4в-ав=8,
а(4-в)=8-4в,
а====+=4+
Числа а и в являются натуральными, следовательно число в больше 4 и не больше 12.
Пусть в=5, тогда а=4+=12,
в=6, тогда а=4+=8
в=8, тогда а=4+=6
в=12, тогда а=4+=5
Значения в=7;9;10;11 не подходят по смыслу задачи, т.к. число а -целое Задача имеет два решения: всего могло быть использовано либо 5*12=60 плиток (30 красных и 30 зеленых ), либо 6*8=48 плиток (24 красных и 24 зеленых)
25.Вычислить 2010х2012х2014х2016+16
Решение: 2010х2012х2014х2016+16=(2013-3)(2013-1)(2013+1)(2013+3)+16=
(20132-9)(20132-1)+16=20134-9х20132-20132+10+16=20134-10х20132+25=(20132-5)2
26.Доказать, что произведение четырех последовательных четных(нечетных) натуральных чисел в сумме с числом 16 является натуральным числом.
Док-во: п(п+2)(п+4)(п+6)+16=((п+3)-3)((п+3)-1) ((п+3)+1)((п+3)+3)+16= ((п+3)2-9)((п+3)2-1)+
+16=(п+3)4-9(п+3)2-(п+3)2+9+16=(п+3)4-10(п+3)2+25=((п+3)2-5)2.
27.Решите уравнение: - =1
- =1, введем новую переменную =у, где утогда у - =1
у2-у-2=0 , где у=-1 и у=2; у=-1 - посторонний корень. Значит =2 ; =4 ;
4х+4=2х ; 2х=-4; х=-2 . Найдем ОДЗ:0 при х. Х= -2 принадлежит ОДЗ ,Ответ: х=-2.
28.Основание равнобедренного треугольника относится к его высоте как 3:2. Найти отношение радиусов описанной и вписанной окружностей.
Решение: Пусть АВС равнобедренный треугольник с основанием АС и высотой ВК, где
АС: ВК=3:2. Пусть к- коэффициент пропорциональности, тогда АС=3к и ВК=2к.
S=1/2 АСхВК=1/2 3к*2к= 3к2 . R- радиус описанной окружности, r- радиус вписанной
В окружности. R= r=
АК=1,5к , ВК= 2к , АВ=ВС=2,5к
R= == =к
А С r= = к
К R: r=( к ):( к) = Ответ:
29.Обозначим через S=1!(12+1+1) + 2!(22+2+1) +…+2011!(20112+2011+1) .
Вычислите значение
Решение: Исследуем произведение: n!(n2+n+1)=n!(n2+2n+1-n)=n!((n+1)2-n)=n!(n+1)2-n!n=
= n!(n+1)(n+1)-n!n=(n+1)!(n+1)- n!n . Значит n!(n2+n+1)= (n+1)!(n+1) - n!n. Следовательно
S=1!(12+1+1) + 2!(22+2+1) +…+2011!(20112+2011+1)= 2!2 - 1!1 + 3!3 - 2!2 + 4!4 - 3!3 + … +
+ 2011!2011 - 2010!2010 + 2012!2012 - 2011!2011 = 2012!2012 - 1.
= = =2012
30.Доказать, что для любых положительных а и в верно неравенство
+ Доказательство: Преобразуем левую часть неравенства :
+ = + = + + + + + =
( ) + ( + ) +()
неравенствами а +в и верных для любых положительных чисел а и в
2 = (1); + 2 = (2); х2=4 (3) Сложим почленно неравенства (1), (2) ,(3):
( ) + ( + ) +() + + 4 4+4=8 .
Значит +
31. Синус и косинус некоторого угла а оказались различными корнями квадратного трехчлена ах2+вх+с. Доказать, что в2=а2+2ас.
Доказательство: По теореме Виета + = ; (1) (2) . Возведем обе части равенства (1) в квадрат: = + 2 .
Т.к. + =1 и , то = 1+ ; умножим обе части равенства на а2 : в2=а2+2ас , что и требовалось доказать.
32.Решите уравнение: (х3-2)(-1) + (-4) =0
Решение: (х3-2)(-1) = (4-) . Т.к. ||1, то рассмотрим два случая:
1 случай: 01 -10
2; -1=0 и при х= , первое решение х= , . Т.к. -10 и , то
либо а) , либо б) , т.е. выражения и
числа одинаковых знаков. а) х= , либо б) х=
значит второе решение х= .
2 случай: -10 -10
-; -1=0 и при х= ,
Аналогичное решение х= ,
Т.к. -10 и , то
либо а) , либо б) , т.е. выражения и
числа одинаковых знаков. а) х= , либо б) х=
значит получаем аналогичное решение х= .
Ответ: х= , , х= .
33.Переднее колесо велосипеда изнашивается через 2000 км, а заднее через 3000 км. Какое максимальное расстояние можно проехать на одной паре колес, поменяв вовремя колеса местами? Через сколько км пробега следует поменять колеса?
Решение: износ переднего колеса на 1 км, износ заднего колеса на 1 км. Тогда
(+ = = - средний износ переднего и заднего колес на 1 км. Значит на одной паре колес можно проехать максимально 2400 км, поменяв их друг с другом через 1200 км.
34.Решить уравнение в действительных числах
Х4-2х3-х2-2х+1=0
Решение: Разложим левую часть уравнения на множители :.
Х4-2х3-х2-2х+1=0 ; ( х4-х2+1) - (2х3+2х)=0 ; (х4+2х2+1) - 3х2 - 2х(х2+1)=0 ;
(х2+1)2 -2х(х2+1) + х2 - 4х2 =0 ; (х2+1 -х)2 - 4х2=0 ; ( х2 +1-х-2х) ( х2 +1-х+2х)=0 ;
(х2 - 3х +1)(х2 -х + 1) = 0 . Приравняем каждый множитель к нулю и решим
получившиеся квадратные уравнения : 1) х2 - 3х +1=0 или 2) х2 -х + 1 =0
1) х2 - 3х +1=0 ; D=9-4=5 ; х=
2) х2 -х + 1 =0 ; D=1-4=-3 ; корней нет. ОТВЕТ: х=
35. Найти площадь прямоугольного треугольника, если радиусы вписанной в него и описанной около него окружностей равны соответственно 1 см и 4 см.
Решение: Пусть а, в - катеты, с - гипотенуза , r - радиус вписанной окружности, R - радиус описанной окружности: r=1см, R=4см. В прямоугольном треугольнике радиус описанной около него окружности равен половине гипотенузы, то есть R=с/2, где с= 2R = 8 см, радиус вписанной окружности вычисляется по формуле r = , значит =1 , следовательно а + в=10 см. Возведем обе части равенства в квадрат : (а + в)2 = 100 ; а2+2ав+в2=100 ; согласно теореме Пифагора а2 + в2 = с2 , то есть а2 + в2 = 64 . Значит 64+2ав=100. Отсюда 2ав=36 . Так как площадь прямоугольного треугольника равна половине произведения его катетов S= , то разделив обе части последнего равенства на 4 получим
S= = 9 см2 ОТВЕТ: 9 см2
36. На доске написано 30 последовательных натуральных чисел. Известно, что сумма десяти из них - число простое. Может ли сумма оставшихся 20 чисел быть простым числом.
Ответ: Не может, так как среди 30 последовательных натуральных чисел 15 нечетных чисел, а среди десяти чисел, сумма которых является простым числом , количество нечетных чисел нечетно, а среди оставшихся 20 чисел количество нечетных чисел четно, а значит их сумма четное число и не может быть простым числом.
37.Если идти вниз по движущемуся эскалатору, то на спуск потратишь 1 минуту. Если увеличить собственную скорость в два раза, то спустишься за 45 секунд. За какое время можно спуститься, стоя на эскалаторе неподвижно?
Решение: Пусть С - длина эскалатора, х - скорость движения эскалатора, у -скорость движения человека. Тогда = 1 мин.=60 сек. и = 45 сек. Отсюда
С=60(х+у) и С=45(х+2у). Значит 60(х + у) = 45(х+2у) , то есть 15х=30у или х=2у.
Время спуска ,стоя неподвижно на эскалаторе, определяется отношением .
С=60(2у+у)=180у. Значит 180у/(2у)=90 сек.=1,5 мин.=1 мин.30 сек.
38. Доказать, для любых а и в верно неравенство а2+ав+в2 3(а+в-1)
Доказательство: Сделаем замену а=1+х, в=1+у
(1+х)2+(1+х)(1+у)+(1+у)2 3(х+1+у+1-1) . После раскрытия скобок получили х2+ху+у2 0. Это неравенство верно при всех х и у, так как х2+ху+у2=(х+у/2)2+3у2/4