Если натуральные числа a1,a2,…,an(n≥3) удовлетворяют соответствующим f(x)=x2−px+q, где p=na2a3…an, q=a22+a32+⋯+an2. По условиям, f(a1)=0. Кроме того, a22+q=2a22+a32+⋯+an2≤na22 и pa2=na22a3…an. Значит f(a2)=a22−pa2+q≤0, причем равенство достигается лишь при a2=a3=⋯=an=1.
Если не все ai=1, то f(a2)<0. Значит a1 — больший корень f(x); обозначим через a1′ меньший корень. Из теоремы Виета следует, что a1′ — натуральное число и числа a1′,a2,…,an тоже удовлетворяют исходному соотношению. Итак, по данному набору a1,a2,…,an мы можем изготовить новый набор a1′,a2,…,an с меньшей суммой.
Продолжая эту процедуру, мы приdem к набору из одних единиц. Если в исходном наборе были пары не взаимно простых чисел, то такие пары будут присутствуют из формулы Виета: a1′=na2…an−a1. Но в наборе из одних единиц таких пар нет, что и доказывает взаимно простую чисел исходного набора.
74
Уравнение удовлетворяют все значения x. В противном случае получаем уравнение f(x)=(2lga)x2+(2lga−222a−4a2−2a)x−a22a−4a2−2a=0.
Чтобы его корни были расположены требуемым образом, необходимо и достаточно выполнение условия f(0)≤0,f(−1)≤0.
(42+1211)/5. Указание. Пусть O1 и O2 центры равных шаров радиуса r1, а O3 центр меньше шара радиуса r, K,L,M точки касания шаров с плоскостью π, W основание перpendикуляра, опущенного из точки касания P шаров радиуса r1 (рис. 1). Через O3M проведем плоскость, перpendикулярую O1O2, и опустим перpendикуляр O3Q на PW.
Тогда PQ=r1−r, O3P=r2+2rr1, r2+2rr1r1−r=51, откуда r1=2r. Пусть R радиус сферы. Тогда OO1=R−2r, но r=R−15. Поэтому OO1=30−R. Применяя теорему косинусов к треугольнику O1OO3, получим R=18, r=3, r1=6. Далее, точка O лежит в плоскости O3PW, причем O1P=6, OP=OO12−PO12=108. Поэтому cos∠OO3P=(55)9. Возможны два случая расположения точки O относительно прямой O3Q (рис. 2 и 3). В первом случае расстояние от точки O до прямой O3Q равно OT=OO3sin(γ−δ)=51211−27<3,
это случай невозможен.
Во втором случае расстояние равно OT+3=OO3sin(γ+δ)+3>14.
Вариант 3
(−1)narcsin(2−3)+πn,n∈Z.
Rsin2α.
{−1}.
2 arctg (5 tg α). Указание. Пусть DM=2a, MC=a. По теореме синусов sin(2A−α)AM=sinαa, sin(π−A)AM=sin2A2a,
откуда tg(A/2)=5tgα.
1; −1/2;(−7±42)/2. Указание. Умножив второе уравнение на a и вычитая первое уравнение, получим равnoclinную систему {x(1−a)−y(2a+1)−a+23=0,xy+x+2y+1=0.
При a=1 и a=−1/2 эта система имеет единственное решение. При остальных a системы свойства квадратному уравнению, для которого условием единственности является равенство нулю дискрипитана.
1/3; 2/3. Решение. Так как боковые грани пирамиды одинаково наklонены к плоскости основания, высота пирамиды является осью цилиндра и проходит через центр окружности, вписанной в основание пирамиды (радус этой окружности находится из треугольника ABC и равен 1). Верхнее основание цилиндра вписано в треугольник DEF (рис. 4), лежащий в плоскости, отсекающей от исходной пирамиды подобную ей пирамиду SDEF. Обозначим через m коэффициент подобия. Тогда радиус основания цилиндра r=m. В треугольнике CSO2:CO2=2,DO1=2m,CG=2(1−m),CD=38(1−m). Далее, DG=CD2−CG2=6(1−m), поэтому S60k=2πr⋅DG=2πm×6(1−m)=38π (по условию),откуда m1=31, m2=32. Итак, существует 2 цилиндра с данной плоскостью боковой поверхности.
Вариант 4
−π/3+2πn,n∈Z.
(1/2;1/2)
Указание. Выразите через x=AC все отрезки касательных к окружности и запишите теорему косинусов для треугольника ABC.
2; 3. Решение. При a=3 системы несовместимы. При a=3 первая система имеет единственное решение, если же вторая система имеет единственное решение, то y=0 (так как в обае уравнения y входит в четырех степенях). Позному системы могут быть равnoclinными
76
2n(v180+v2120)<168.
Поскольку v180+v2120>2, получаем 4n<168, т. е. n<42.
Пусть v1=10x, v2=10y. Выразив y через x из первого уравнения, после подстановки во второе уравнение получим nx2−(105−18n)x+80n−420=0.
Условие разрешимости дает n≤105(25−6),n≥105(25+6),
откуда n=5.
6. [1/3; 33/32]. Указание. Выполнить замену t=sinx, b=1−a, приходим к следующей задаче: при каких значениях b уравнение f(t)=pt2−t−b(p+2)=0 при любом p∈[1,2] имеет хотя бы один корень, удовлетворяющий условиям ∣t∣≤1, t2=b? Сраву заменим, что уравнение t2=b может выполнять лишь при b=0, но тогда уравнение () имеет корень p1. Уравнение () имеет корни при 1+4pb(p+2)≥0. Это неравенство выполняется при всех p∈[1;2], если и только если b≥−321. Поскольку абсцисса вершины t0=2p1 параболи y=pt2−t−b(p+2) принимают отрезку [0; 1], необходимым и достаточно условием существования корня уравнения (*), принадлежшего отрезку [-1; 1], является справедливость хотя бы одного из неравенств f(1)≥0;f(−1)≥0 при всех p∈[1;2]. Иначе говоря, при всех таких p должны выполняться одно из неравенств b≤p+2p+1;b≤p+2p−1, но для этого необходимо и достаточно, чтобы было b≤32.
Вариант 9
Первое число больше.
2.1. (−∞;−7)∪[2;+∞).
2.2. x1=92π(3n+2),x2=32π(3m+2),m,n∈Z.
3.1. x1=8π(4k+1),x2=12π(4n+1),k,n∈Z.
3.2. (−∞;−7)∪(−5;−3]∪[2;+∞).
15/2. Указание. При замене y на −y соответствие не изменяется. Поэтому достаточно нарисовать картину для y≥0.
5.11. Указание. Поскольку ∠DBC=∠BAC, треугольники BAC и DBC подобны.
6.1. a∈[−12/5;0]. Указание. Поскольку y=3sin2x+2asinxcosx+cos2x+a=asin2x−cos2x+a+2=a2+1sin(2x−φ)+a+2, где φ=arccos(a/a2+1), должна выполнять систему {a2+1+a+2≤3,−a2+1+a+2≥−3.
6.2. a=1. Указание. Корни второго уравнения x=4π+πn. Подставляя их в первое уравнение, получаем, получаем квадратное уравнение относительно a, из которого следует, что любо a=1, любо a=−3/2. Осталось подставить полученные значения a в первое уравнение и решить его, получясь соответствием sinx=sinx(sin2x+cos2x).
Вариант 10
π+2π,±4π/3+4πn,n∈Z.
{−2;4/3;3}.
[−9;534+116).
12 ч.
17/3. Решение. Имеем SA1BC1=21⋅41SABC=4, SA1BD=61SA1BC1=34,
а из подобия треугольников A1BD и C1ED с коэффициентом ED:BD=3:2 получаем SC1ED=49SA1BD=3,
и, наконец, SA1DC1=SA1BC1−SA1BD=38, SA1C1E=SA1DC1+SEDC1=317.
1/9. Решение. Если неравенство имеет решение, то b≤1/9. Действительно, любо b=0, любо максимум левой части −b2(b(x−4)2+b(x−4)21), равный −2b3 (ибо y+y1, где y=b(x−4)2), не меньше минимума правой части, равного −2b/3, т. е. −2b3≥−2b/3, или 9b≤1/9. Если же b=1/9, то неравенство справедливо, например, при x=1.
Вариант 11
1.2.
(3/2;0),(3/4;−3/2). Указание. Разберете четые случая, которые возникают при раскрытии моделей.
±π/6,±π/4.
Решение. Пусть A и B – точки касания сторон KN и MN⋅KN=x. Тогда из равенств BM2=DM⋅LM=9x⋅x=9x2, AK=KC⋅KL=932⋅8=316, BN=AN=KN−AK=x−316
имеем MN=BM+BN=3x+x−316=8, открывая x=10.
6,5 ч. Решение. Сначала второй рабочий в течение t минут делал на 3/t деталей в минуту меньше первого, а потом в течение
77
х минут — на 5/x деталей в минуту больше первого, причем увеличение его произвольности составляет 5/x+3/t=0,2, откуда t= 0,2x−53x=15+x−2515⋅25≤15+15⋅25=390
(ибо x∈N). С другой стороны, при x=26 все условия задачи реализуют, и t=390.
Физика
Физическая факультет
v=glsinα.
F=Mg/3.
A=(m/M)(R/T1)(T2−T1)2.
α=MBpV/(mRT)=0,17.
φC=φA−(φA−φB)d1/(d−h)=22,5 В.
Δq=CEr/(r+R).
I2=I1(α2/α1)(sinα1/sinα2)=0,15 А.
В первом слуае (рис. 6, а) φ1=(arcsin1/n−arcsin(sinα/n))/2;
во втором слуае (рис. 6, б) φ2=(arcsin1/n+arcsin(sinα/n))/2.
{{0, 0}; (1, 2)}. Решение. Так как 1+x+x2+x3=(1+x)(1+x2), то 1+x и 1+x2 — степеня двойки. Пусть 1+x=2m; тогда 1+x2=22m−2m+1+2. Если m>1, то последнее выражение при делении на 4 имеет остаток 2 и не является степеню двойки. Поэтому m=0 или 1 и x=0 или 1.
x1=x3=…=x9=−1, x2=x4=…=x10=1. Решение. Поделив каждое равенство на следующие (последнее на первое), получим: x1=−x4=x7=−x10=x3=−x6=x9=−x2=x5=−x8.
1, 0, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 1, …, 1, 1, 0, 1. Решение. Ясно, что все наши числа неотрицательны. Занумеруем их подряд против часовой стрелки, начиная с самого больших, если есть несколько одинаковых): a1,a2,a3,...,a30. Тогда a1=a2−a3 или a1=a3−a2, поэтому одно из чисел a2,a3 равно a1, а другое — 0. Если a2=a1, мы перемуруем наши числа, начиная с a2. Значит, можно считать, что a2=0. Теперь находится число a30:
78
Рис. 7.
=∣a1−a2∣=a1,a29=∣a30−a1∣=0,...
Получается, что наш набор имеет вид a1,0,a1,a1,0,a1. Сумма этих чисел равна 20 a1, поэтому a1=1.
Если A1,A2,...,An — эти точки, O — центр круга, то секторы по 60° с радиусами симметрины OA1,OA2,...,OAn не должны иметь общих точек, кроме точки O.
Если всего мужчин x, то в первом положении было не больше 32x, а во втором — не больше 31x.
Решение. Заметим, что p(1)=21 и p(x)+p(x1)=1 при любом x. В нашей сумме есть некоторое количество (100) слагаемых p(1), а остальные можно группировать в пары p(x)+p(x1). Поэтому сумма числа слагаемых, умноженного на 21.
Положим 2k(k+1)=ak. Если ak — квадрат, то a4k2+4k=4ak(2k+1)2 — тоже квадрат. Поэтому a1,a8,a288,... — квадраты. (Подумайте, есть ли среди чисел ak других квадраты.)
5:10:13. Решение. Пусть ABC — данный треугольник, AM — медиана (рис. 7). Положим AF=FE=EM=x, BM=MC=y. Тогда AP2=AF⋅AE=ME⋅MF=2x2=MR2. Отсюда AP=AQ=MR=x2. Значит, AC=AQ+QC=x2+y+x2=y+2x2, AB=AP+PB=x2+y−x2=y,BC=2y. Так как 4AM2=2AB2+2AC2−BC2, то 36x2=2y2+2(y+2x2)2−4y2. Отсюда x2=54y. Поэтому AB:AC:BC=y:2y:513y.
Пусть прямые AC и BC пересекают данную окружность в точках A1 и B1 соответствующего (рис. 8), и пусть ∠AMB=2α. Тогда ∠ACB=180∘−α, и поэтому ∠AA1B1+∠BB1A1=α.
Так как ∠AOB=180∘−2α (где O — центр данной окружности), то ∠AA1B1=90∘−α. Поэтому ∠B1A1A+∠AA1B1+∠BB1A1=90∘. Следовательно, ∠B1BA1=90∘, а это означает, что отрезок B1A1 — диаметр.
Окружность с центром B и радиусом BA без четырех точек: A,C и им диаметрально противоположных, и еще две точки: центр треугольника и точка, симметрина B относительно AC (рис. 9). Указаны: расстояние 9 случаев: 1. MA=MB=MC; 2. MA=MB=BC.
Ясно, что при любых положительных x и y справедливо herabенство (yx)x−y≥1. Поэтому (ba)a−b(cb)b−c(ac)c−a≥1, что и означает (aabbcc)2≥ab+cbc+aca+b.
Перепишем herabенство в виде 4(a2+b2+c2+d2−2ab−2bc−2cd−2da)+(a+b+c+d)2≥0. Левая часть представляется в виде суммы квадратов: (a−b+c−d)2+2(a−b)2+2(b−c)2+2(c−d)2+2(d−a)2.
Пусть ha,hb,hc,hd — высоты треугольника ABC, а высота hd проектируется в точку. Если hd пересекает ha и hb, то эта точка лежит на двух высотах грани, но тогда она лежит и на третий; значит, hd пересекает ha и hb, 3) Если три высоты попарно пересекаются, то они все проходят через одну точку. Действительно, в противном случае они все лежали бы в одной плоскости, что, очевидно, не необходимо. Телерь наше утверждение очевидно. Если, скажем, hd пересекает ha и hb, то в силу свойства 2) hd пересекает hc, в силу свойства 1) ha,hb и hc попарно пересекаются,
80
2(M+2m)u2+Eвн(Z−2)+ℏω, mv+(M+m)V=(M+2m)u+ℏω/c.
Значения внутренней энергии Eвн(Z−1) и Eвн(Z−2) определяются в следующих пунктах.
Eвн(Z−1)=−2ℏ2k2Z2e4m.
Eвн(Z−2)=−ℏ2k2e4m(Z−1/4)2.
Z=4; искомый ион — Be2+.
Информация
В первом номере журнала «Наука и жизнь» за 1989 год опубликованы условия приема и вступительное задание на биологическое отделение Всесоюзной заочной математической школа при МГУ. Если вы интересуетесь не только физикой и математикой, но и биологическей, приглашаем вас принять участие в конкурсе.
Биологическая комиссия ВЗМШ
Редакционный совет, редакционная коллекция и редакция журнала «Квант» с глубоким приоритетом извлечет читателей о том, что 8 декабря 1988 года скончался член редакционного совета академик Андрей Петрович Ершов.
Поправка
В «Кванте» № 11—12 за прошли год на с. 2 приведена новернаяdata смерти А. Н. Колмогорова. Андрей Николаевич скончался 20 октября 1987 года. Редакция приносит свои извлечения читателя.
Главный редактор — академик Ю. А. Осипьян
Заместители главного редактора:
В. Н. Боровишки, А. А. Варламов,
В. А. Лешковцев, Ю. П. Соловьев
Редакционная коллекция:
А. А. Абрикосов, М. И. Башмаков,
В. Е. Белонучкин, В. Г. Болтянский,
А. А. Боровой, Ю. М. Брук, В. В. Вавилов,
Н. В. Васильев, С. М. Воронин, В. В. Гнеденко,
В. Л. Гутенхахер, Н. П. Долбилин,
В. Н. Дубровский, А. Н. Земляков,
А. Р. Зильберман, С. М. Козел,
С. С. Кротов, Л. Д. Кудрявцев, А. А. Леонович,
С. П. Новиков, Т. С. Петрова, М. К. Потапов,
В. Г. Разумовский, Н. А. Родина, Н. Х. Розов,
А. П. Савин, Я. А. Смородинский,
А. В. Сосинский, В. М. Урев, В. А. Фабрикант
Редакционный совет:
А. М. Балдин, С. Т. Беляев, Е. П. Велихов, И. Я. Верченko, В. В. Воздиженский,
Г. В. Дорофеев, Н. А. Ермолаева,
А. П. Ершов, Ю. В. Иванов, В. А. Кириллин, Г. Л. Коткин, Р. Н. Кузьмин, А. А. Логунов, В. В. Можаев, В. А. Орлов, Н. А. Патрикеева, Р. З. Сагдеев, С. Л. Соболев, А. Л. Стасенко, И. К. Сурин, Е. Л. Сурков, Л. Д. Фаддеев, В. В. Фирсов, Г. Н. Яковлев
Номер подготовки:
А. Н. Виленкин, А. А. Егоров, Л. В. Кардасевич, И. Н. Климова, Т. С. Петрова, С. Л. Табачников, В. А. Тихомирова
Номер оформления:
Ю. А. Ващенко, М. В. Дубах, С. В. Иванов, Т. Н. Колченко, Д. А. Крымов, С. Ф. Лухин, И. Е. Смирнова, Е. К. Тенчурина, Л. А. Тишков, П. И. Чернуский, О. Н. Эстис, В. В. Юдин
Редактор отдела худоместственного оформления
С. В. Иванов
Худоместственный редактор Т. М. Макарова
Заведующая редакцией Л. В. Чернова
Корректор Н. Д. Дорохова
Сдано в набор 23.11.88. Подписано к печати 04.01.89. Т-04004. Формат 70×100/16. Бумага офсетная № 1. Печать офсетная. Усл. kr.-отт. 27,10. Усл. печ. л. 6,45. Уч.-изд. л. 8,10. Тираж 187 365 экз. Заказ 2942. Цена 45 коп.
Ордена Трудового Красного Замени
Чеховский полигraphический комбинат
ВО «Союзполигraphом»
Государственное комитета СССР
по делам издаемых, полигraphии и книжной торговли
142300 г. Чехов Московской области
103006 Москва К-6, ул. Горького, 32/1, «Квант», тел. 250-33-54