Квант

47

точка — не отрезок). Отсюда получаем систему
{−23x03+2x02−28>0,x02−4x0−22=−1.\begin{cases} -\frac{2}{3}x_0^3 + 2x_0^2 - 28 > 0, \\ x_0^2 - 4x_0 - 22 = -1. \end{cases}

Из второго уравнения находим, что x0=7x_0 = 7 или x0=−3x_0 = -3. Неравенство выполняется лишь при x0=−3x_0 = -3, что соответствует точке M0M_0 (-3; 11).

Находение функции
В некоторых задачах предлагается найти даже не точку графика, а суму функцию. Вот типичная такая задача.
Пример 7 (МЭИС, 1977).
Найти уравнение параболи y=x2+bx+cy = x^2 + bx + c, касающейся прямой y=xy = x в точке MM (1; 1).
Задачу полезно переформулировать так: уравнение касательной к графику функции f(x)=x2+bx+cf(x) = x^2 + bx + c в точке MM (1; 1) имеет вид y=xy = x; найти bb и cc. Такая формулировка уже более явно содержит два условия:

  1. точка MM (1; 1) лежит на графике функции f(x)=x2+bx+cf(x) = x^2 + bx + c;
  2. f′(1)=1f'(1) = 1 (поскольку для прямой y=xy = x будет k=1k = 1).
    Отсюда с учетом формулы f′(x)=2x+bf'(x) = 2x + b получаем систему
    {1+b+c=1,2+b=1,\begin{cases} 1 + b + c = 1, \\ 2 + b = 1, \end{cases}
    из которой b=−1b = -1, c=1c = 1. (Решив подобную задачу, полезно проверить, что уравнение касательной к графику функции f(x)=x2−x+1f(x) = x^2 - x + 1 в точке MM (1; 1), лежащей на графике этой функции, имеет вид y=xy = x)

Уражнения
1 (МИИГАИК, 1977). Написать уравнение касательных к графику функции
a) f(x)=cos⁡xf(x) = \cos x в точках с абсциссами x1=π/2x_1 = \pi/2 и x2=πx_2 = \pi;
6) f(x)=sin⁡xf(x) = \sin x в точке с абсциссой x0=0x_0 = 0.
2 (МЭИС, 1977). Под каким углом касательная к графику функции tgxtg x, проведенная в начале координат, пересекает ось абсцисс?
3 Под каким углом пересекаются касательные к кривым y=2xy = \sqrt{2x} и y=x2/2y = x^2/2, проведенные в точке пересечения этих кривых?
4 (МИНХ, 1977). В какой точке касательная к графику функции f(x)=x+2x−2f(x) = \frac{x+2}{x-2} образует угол 135∘135^\circ с осью OxOx?
5 (МИСИ, 1977). Напишите уравнение касательной к линии y=x2−4x+5y = x^2 - 4x + 5 в точке пересечения этой линии с осью ordinат.
6 В каких точках касательная к кривой y=x2−4x+3y = x^2 - 4x + 3
a) параллельна оси OxOx;
6) образует с осью OxOx угол 45∘45^\circ?
7 (МЭИС, 1977). В какой точке касательная к параболе y=x2−7x+3y = x^2 - 7x + 3 параллельна прямой 5x+y−3=05x + y - 3 = 0?
8 (МЭИС, 1977). В какой точке кривой y2=2x3y^2 = 2x^3 касательная перpendикулярна прямой 4x−3y+2=04x - 3y + 2 = 0?
9 (МИСИС, 1977). Найти площад фигуры, ограниченной
a) кривой y=x2+1y = x^2 + 1 и касательной к кривой y=2−ln⁡xy = 2 - \ln x в точке с абсциссой x=1x = 1;
6) кривой y=x2−x+2y = x^2 - x + 2 и касательной к кривой y=ln⁡x+3y = \ln x + 3 в точке с абсциссой x=1x = 1.
10 (МИСИ, 1977). Определить bb и cc в уравнении парабoles y=x2+bx+cy = x^2 + bx + c, если прямая y=2x+2y = 2x + 2 касается парабoles в точке MM (2; 0).
11 (МИСИ, 1977). В какой точке касательная к графику функции f(x)=13x3−32x2−9x+8f(x) = \frac{1}{3}x^3 - \frac{3}{2}x^2 - 9x + 8 будет параллельна биссертриссе I и III координатных углов?
12 (МИСИС, 1977). Написать уравнение касательной к графику функции f(x)=1x4+2f(x) = \frac{1}{x^4} + 2 в точке с абсциссой x=1x = 1.

Задача
Для исследования
Ниже приведится задача известных ленинградских геометров В. Заледлера и А. Иванова. Авторы, так же как и редакция журнала «Квант», знают только анализческое решение, использующее произведение элементов-геометрической решение,… но оно нам неизвестно.
Задание. Два треугольника на плоскости имеют общие основание, а их вершины A,A′A, A' различны и лежат по одному сторону от основания. Пусть CC и C′C' — центры кругов, вписанных в эти треугольники. Докажите, что расстояние между вершинами больше, чем расстояние между центрами вписанных кругов: ∣AA′∣>∣CC′∣|AA'| > |CC'|.