Нейросеть

Главная / Учебники / Алгебра и начала математического анализа 10-11 классы / Глава 11 / Задание 1100

ГДЗ: Упражнение 1100 - Глава 11 (Итоговые упражнения) - (Алгебра и начала математического анализа 10-11 классы, Алимов Шавкат Арифджанович, Колягин Юрий Михайлович, Ткачева Мария Владимировна)

Страницы: 333, 334, 335
Глава: Глава 11
Параграф: Глава 11 - Итоговые упражнения
Учебник: Алгебра и начала математического анализа 10-11 классы -
Автор: Алимов Шавкат Арифджанович, Колягин Юрий Михайлович, Ткачева Мария Владимировна
Год: 2025
Издание:

1100 упражнение:

Решить уравнение:

1) \( \frac{P_x}{P_{x-1}} = 30 \)

Шаг 1. Определение области допустимых значений (ОДЗ).

  • Для того чтобы факториалы были определены, необходимо: \( x \ge 0 \) и \( x-1 \ge 0 \).
  • Таким образом, \( x \ge 1 \), и \( x \) должно быть целым числом.

    • Шаг 2. Упрощение левой части.

  • Используем свойство факториала: \( P_x = x! = x \cdot (x-1)! = x \cdot P_{x-1} \).
  • Подставляем это в уравнение: \( \frac{x \cdot P_{x-1}}{P_{x-1}} = 30 \)
  • Сокращаем на \( P_{x-1} \): \( x = 30 \)

    • Шаг 3. Проверка ОДЗ.

  • Найденное значение \( x = 30 \) удовлетворяет условию \( x \ge 1 \).

    • Ответ: \( x = 30 \)

    2) \( \frac{P_x}{P_{x-2}} = 42 \)

    Шаг 1. Определение области допустимых значений (ОДЗ).

  • Для того чтобы факториалы были определены, необходимо: \( x \ge 0 \) и \( x-2 \ge 0 \).
  • Таким образом, \( x \ge 2 \), и \( x \) должно быть целым числом.

    • Шаг 2. Упрощение левой части.

  • Используем свойство факториала: \( P_x = x! = x \cdot (x-1) \cdot (x-2)! = x(x-1) \cdot P_{x-2} \).
  • Подставляем это в уравнение: \( \frac{x(x-1) \cdot P_{x-2}}{P_{x-2}} = 42 \)
  • Сокращаем на \( P_{x-2} \): \( x(x-1) = 42 \)

    • Шаг 3. Решение квадратного уравнения.

  • Раскрываем скобки: \( x^2 - x - 42 = 0 \)
  • Находим корни с помощью теоремы Виета или через дискриминант. Подходят числа, произведение которых равно -42, а сумма равна 1. Это \( x_1 = 7 \) и \( x_2 = -6 \).

    • Шаг 4. Проверка ОДЗ.

  • Корень \( x_1 = 7 \) удовлетворяет условию \( x \ge 2 \).
  • Корень \( x_2 = -6 \) не удовлетворяет условию \( x \ge 2 \).

    • Ответ: \( x = 7 \)

    3) \( \frac{P_{x-1}}{P_{x-5}} = 56 \)

    Шаг 1. Определение области допустимых значений (ОДЗ).

  • Для того чтобы факториалы были определены, необходимо: \( x-1 \ge 0 \) и \( x-5 \ge 0 \).
  • Таким образом, \( x \ge 5 \), и \( x \) должно быть целым числом.

    • Шаг 2. Упрощение левой части.

  • Используем свойство факториала: \( P_{x-1} = (x-1)! = (x-1)(x-2)(x-3)(x-4) \cdot (x-5)! = (x-1)(x-2)(x-3)(x-4) P_{x-5} \).
  • Подставляем это в уравнение: \( \frac{(x-1)(x-2)(x-3)(x-4) P_{x-5}}{P_{x-5}} = 56 \)
  • Сокращаем на \( P_{x-5} \): \( (x-1)(x-2)(x-3)(x-4) = 56 \)

    • Шаг 3. Решение уравнения.

  • Заметим, что левая часть - это произведение четырех последовательных целых чисел.
  • Методом подбора ищем четыре последовательных числа, произведение которых равно 56.
  • Если \( x-4 = 1 \), то \( x=5 \): \( (5-1)(5-2)(5-3)(5-4) = 4 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 1 = 24 \neq 56 \).
  • Если \( x-4 = 2 \), то \( x=6 \): \( (6-1)(6-2)(6-3)(6-4) = 5 \cdot 4 \cdot 3 \cdot 2 = 120 \neq 56 \).
  • Ошибка в условии: Похоже, в оригинальном учебнике (или при перепечатке) была допущена опечатка. Если бы в левой части было \( \frac{P_{x-1}}{P_{x-3}} \) (т.е. \( (x-1)(x-2) = 56 \)), то решением было бы \( x=9 \) (т.к. \( 8 \cdot 7 = 56 \)). Если бы было \( \frac{P_{x-1}}{P_{x-4}} \) (т.е. \( (x-1)(x-2)(x-3) = 56 \)), то решения в целых числах нет (\( 4 \cdot 3 \cdot 2 = 24 \), \( 5 \cdot 4 \cdot 3 = 60 \)).
  • Допустим, в условии опечатка, и там должно быть \( \frac{P_{x-1}}{P_{x-3}} = 56 \).
  • Упрощение: \( \frac{(x-1)(x-2)P_{x-3}}{P_{x-3}} = 56 \)
  • Уравнение: \( (x-1)(x-2) = 56 \).
  • \( x^2 - 3x + 2 = 56 \) \( \Rightarrow \) \( x^2 - 3x - 54 = 0 \).
  • Корни: \( x_1=9 \) и \( x_2=-6 \).
  • Условие ОДЗ для \( \frac{P_{x-1}}{P_{x-3}} \) это \( x \ge 3 \). Корень \( x=9 \) подходит.

    • Ответ: Принимая во внимание вероятную опечатку в учебнике, \( x=9 \), для уравнения \( \frac{P_{x-1}}{P_{x-3}} = 56 \). При точном следовании условию \( \frac{P_{x-1}}{P_{x-5}} = 56 \) решение в целых числах отсутствует.

    4) \( \frac{1}{P_{x-1}} = \frac{110}{P_x} \)

    Шаг 1. Определение области допустимых значений (ОДЗ).

  • \( x-1 \ge 0 \) и \( x \ge 0 \). Следовательно, \( x \ge 1 \), \( x \in \mathbb{Z} \).

    • Шаг 2. Преобразование уравнения.

  • Перепишем уравнение, перемножив крест-накрест: \( P_x = 110 P_{x-1} \)

    • Шаг 3. Упрощение.

  • Используем свойство \( P_x = x! = x \cdot P_{x-1} \).
  • Подставляем: \( x \cdot P_{x-1} = 110 P_{x-1} \)
  • Так как \( P_{x-1} = (x-1)! \neq 0 \) для \( x \ge 1 \), можем сократить на \( P_{x-1} \): \( x = 110 \)

    • Шаг 4. Проверка ОДЗ.

  • Найденное значение \( x = 110 \) удовлетворяет условию \( x \ge 1 \).

    • Ответ: \( x = 110 \)

    5) \( A_x^3 + 72 = 72(x-1) \)

    Шаг 1. Определение области допустимых значений (ОДЗ).

  • Для \( A_x^3 \) необходимо: \( x \ge 3 \) и \( x \in \mathbb{Z} \).

    • Шаг 2. Запись формулы \( A_x^3 \).

  • \( A_x^3 = \frac{x!}{(x-3)!} = x(x-1)(x-2) \)

    • Шаг 3. Подстановка и упрощение уравнения.

  • Подставляем \( A_x^3 \) в уравнение: \( x(x-1)(x-2) + 72 = 72(x-1) \)
  • Переносим все в левую часть: \( x(x-1)(x-2) - 72(x-1) + 72 = 0 \)
  • Выносим \( (x-1) \) за скобки у первых двух слагаемых: \( (x-1) \left[ x(x-2) - 72 \right] + 72 = 0 \)
  • \( (x-1) (x^2 - 2x - 72) + 72 = 0 \)
  • Перенос 72 влево: \( x(x-1)(x-2) = 72(x-1) - 72 \)
  • Выносим 72: \( x(x-1)(x-2) = 72(x-1-1) \)
  • Исправление: Внимательно посмотрим на перенос. \( x(x-1)(x-2) = 72(x-1) - 72 \). Это должно быть \( x(x-1)(x-2) = 72(x-2) \).

    • Шаг 4. Решение уравнения (разделим на два случая).

  • Переносим все влево: \( x(x-1)(x-2) - 72(x-2) = 0 \)
  • Выносим общий множитель \( (x-2) \): \( (x-2) [ x(x-1) - 72 ] = 0 \)
  • Произведение равно нулю, когда хотя бы один из множителей равен нулю:
  • Случай 1: \( x-2 = 0 \) \( \Rightarrow \) \( x_1 = 2 \)
  • Случай 2: \( x(x-1) - 72 = 0 \) \( \Rightarrow \) \( x^2 - x - 72 = 0 \)
  • Находим корни квадратного уравнения. Подходят числа, произведение которых -72, а сумма 1. Это \( x_2 = 9 \) и \( x_3 = -8 \).

    • Шаг 5. Проверка ОДЗ.

  • Условие: \( x \ge 3 \).
  • Корень \( x_1 = 2 \) не подходит.
  • Корень \( x_2 = 9 \) подходит.
  • Корень \( x_3 = -8 \) не подходит.

    • Ответ: \( x = 9 \)

    6) \( A_{x-1}^2 = 40(x-3) \)

    Шаг 1. Определение области допустимых значений (ОДЗ).

  • Для \( A_{x-1}^2 \) необходимо: \( x-1 \ge 2 \) (т.е. \( x \ge 3 \)) и \( x \in \mathbb{Z} \).

    • Шаг 2. Запись формулы \( A_{x-1}^2 \).

  • \( A_{x-1}^2 = \frac{(x-1)!}{((x-1)-2)!} = \frac{(x-1)!}{(x-3)!} = (x-1)(x-2) \)

    • Шаг 3. Подстановка и упрощение уравнения.

  • Подставляем \( A_{x-1}^2 \) в уравнение: \( (x-1)(x-2) = 40(x-3) \)
  • Раскрываем скобки: \( x^2 - 3x + 2 = 40x - 120 \)
  • Переносим все в левую часть: \( x^2 - 43x + 122 = 0 \)

    • Шаг 4. Решение квадратного уравнения.

  • Дискриминант: \( D = (-43)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 122 = 1849 - 488 = 1361 \). Так как \( \sqrt{1361} \) не является целым числом, проверим на возможную опечатку в условии.
  • Вероятная опечатка в условии: Если бы правая часть была \( 40(x-2) \), то:
  • \( (x-1)(x-2) = 40(x-2) \) \( \Rightarrow \) \( (x-2)[(x-1)-40] = 0 \) \( \Rightarrow \) \( (x-2)(x-41) = 0 \)
  • Корни: \( x=2 \) и \( x=41 \).
  • С учетом ОДЗ \( x \ge 3 \), подошел бы \( x=41 \).
  • Продолжим решать с исходным условием: \( x_{1,2} = \frac{43 \pm \sqrt{1361}}{2} \). Это не целые числа.
  • Допустим, в левой части \( A_{x-1}^2 = (x-1)(x-2) \) и в правой части опечатка, и там должно быть \( 40(x-2) \), как в предыдущих задачах.

    • Ответ: Принимая во внимание вероятную опечатку в учебнике и общую стилистику задач, \( x=41 \), для уравнения \( A_{x-1}^2 = 40(x-2) \). При точном следовании условию \( A_{x-1}^2 = 40(x-3) \) целочисленного решения нет.

    7) \( 5C_n^3 = 8C_{n+1}^4 \)

    Шаг 1. Определение области допустимых значений (ОДЗ).

  • Для \( C_n^3 \) и \( C_{n+1}^4 \) необходимо: \( n \ge 3 \) и \( n+1 \ge 4 \) (т.е. \( n \ge 3 \)). Следовательно, \( n \ge 3 \), \( n \in \mathbb{Z} \).

    • Шаг 2. Запись формул сочетаний.

  • \( C_n^3 = \frac{n!}{3!(n-3)!} = \frac{n(n-1)(n-2)}{6} \)
  • \( C_{n+1}^4 = \frac{(n+1)!}{4!((n+1)-4)!} = \frac{(n+1)!}{24(n-3)!} = \frac{(n+1)n(n-1)(n-2)}{24} \)

    • Шаг 3. Подстановка в уравнение.

  • \( 5 \cdot \frac{n(n-1)(n-2)}{6} = 8 \cdot \frac{(n+1)n(n-1)(n-2)}{24} \)
  • Сокращаем правую часть: \( 8/24 = 1/3 \).
  • \( 5 \cdot \frac{n(n-1)(n-2)}{6} = \frac{(n+1)n(n-1)(n-2)}{3} \)

    • Шаг 4. Решение уравнения (разделим на два случая).

  • Переносим все влево и выносим общий множитель \( n(n-1)(n-2) \):
  • \( n(n-1)(n-2) \left[ \frac{5}{6} - \frac{n+1}{3} \right] = 0 \)
  • Случай 1: \( n=0 \) (не подходит ОДЗ), \( n=1 \) (не подходит ОДЗ), \( n=2 \) (не подходит ОДЗ).
  • Случай 2: Выражение в скобках равно нулю:
  • \( \frac{5}{6} - \frac{n+1}{3} = 0 \) \( \Rightarrow \) \( \frac{n+1}{3} = \frac{5}{6} \)
  • Умножаем обе части на 6: \( 2(n+1) = 5 \) \( \Rightarrow \) \( 2n + 2 = 5 \) \( \Rightarrow \) \( 2n = 3 \) \( \Rightarrow \) \( n = 1,5 \)

    • Шаг 5. Проверка ОДЗ.

  • \( n = 1,5 \) не является целым числом, что противоречит определению сочетаний.
  • Поиск ошибки в условии: Похоже, в условии \( 5C_n^3 = 8C_{n+1}^4 \) опечатка, и там должно быть \( 5C_n^3 = 8C_{n-1}^4 \). Если бы было \( 5C_n^3 = 8C_{n-1}^3 \) (т.е. \( 5 \frac{n}{6} = 8 \frac{n-3}{6} \), что дает \( 5n = 8n-24 \), \( 3n=24 \), \( n=8 \)), то ответ был бы \( n=8 \).
  • Допустим, в условии опечатка, и должно быть \( 5C_n^3 = 8C_n^4 \). Тогда:
  • \( 5 \frac{n!}{3!(n-3)!} = 8 \frac{n!}{4!(n-4)!} \) \( \Rightarrow \) \( \frac{5}{6(n-3)!} = \frac{8}{24(n-4)!} \) \( \Rightarrow \) \( \frac{5}{6(n-3)(n-4)!} = \frac{1}{3(n-4)!} \) \( \Rightarrow \) \( \frac{5}{2(n-3)} = 1 \) \( \Rightarrow \) \( 5 = 2n-6 \) \( \Rightarrow \) \( 2n=11 \) \( \Rightarrow \) \( n=5,5 \) (опять не целое).
  • Единственный вариант, который дает целое число при пересмотре: если в правой части \( 8C_n^3 \) и в левой \( 5C_n^3 \), это не уравнение.
  • Вернемся к \( \frac{n+1}{3} = \frac{5}{6} \). Может быть, ошибка в коэффициентах 5 и 8.
  • Если \( 5C_{n+1}^3 = 8C_{n+1}^4 \), то \( n=5,5 \) (не целое).
  • Если \( 5C_{n+2}^3 = 8C_{n+1}^4 \) (упрощает до \( 5(n+2) = 2(n+1) \), \( 5n+10=2n+2 \), \( 3n=-8 \), не подходит).
  • С большой вероятностью, в условии опечатка, и задача подразумевала ответ \( n=8 \), как в случае \( 5C_n^3 = 8C_{n-1}^3 \).

    • Ответ: При точном следовании условию целочисленного решения нет. Если предположить опечатку \( 5C_n^3 = 8C_{n-1}^3 \), то \( n=8 \).

    8) \( C_n^2 = 4C_{n-2}^2 \)

    Шаг 1. Определение области допустимых значений (ОДЗ).

  • Для \( C_n^2 \) и \( C_{n-2}^2 \) необходимо: \( n \ge 2 \) и \( n-2 \ge 2 \) (т.е. \( n \ge 4 \)). Следовательно, \( n \ge 4 \), \( n \in \mathbb{Z} \).

    • Шаг 2. Запись формул сочетаний.

  • \( C_n^2 = \frac{n!}{2!(n-2)!} = \frac{n(n-1)}{2} \)
  • \( C_{n-2}^2 = \frac{(n-2)!}{2!((n-2)-2)!} = \frac{(n-2)!}{2!(n-4)!} = \frac{(n-2)(n-3)}{2} \)

    • Шаг 3. Подстановка в уравнение.

  • \( \frac{n(n-1)}{2} = 4 \cdot \frac{(n-2)(n-3)}{2} \)
  • Умножаем обе части на 2: \( n(n-1) = 4(n-2)(n-3) \)

    • Шаг 4. Решение квадратного уравнения.

  • \( n^2 - n = 4(n^2 - 5n + 6) \)
  • \( n^2 - n = 4n^2 - 20n + 24 \)
  • Переносим все вправо: \( 3n^2 - 19n + 24 = 0 \)
  • Находим корни с помощью дискриминанта: \( D = (-19)^2 - 4(3)(24) = 361 - 288 = 73 \).
  • Так как \( \sqrt{73} \) не является целым числом, снова проверим на возможную опечатку.
  • Вероятная опечатка: Если бы в условии было \( C_n^3 = 4C_{n-2}^3 \) (т.е. \( \frac{n}{n-3} = 4 \), \( n=4n-12 \), \( 3n=12 \), \( n=4 \)), то ответ был бы \( n=4 \).
  • Допустим, в условии должно было быть \( C_n^2 = 4C_{n-1}^2 \).
  • \( \frac{n(n-1)}{2} = 4 \frac{(n-1)(n-2)}{2} \) \( \Rightarrow \) \( n = 4(n-2) \) \( \Rightarrow \) \( n = 4n-8 \) \( \Rightarrow \) \( 3n=8 \), \( n=8/3 \) (не целое).
  • Продолжим с исходным: \( n_{1,2} = \frac{19 \pm \sqrt{73}}{6} \). Это не целые числа.
  • С учетом возможных опечаток, единственное "красивое" решение \( n=4 \) при переписанном условии \( C_n^3 = 4C_{n-2}^3 \) (что сомнительно).

    • Ответ: При точном следовании условию целочисленного решения нет. Если предположить опечатку \( C_n^3 = 4C_{n-2}^3 \), то \( n=4 \). Примем, что в уравнении опечатки нет, но поскольку это учебное задание, ожидается целое решение, и вероятная ошибка в коэффициенте. Если в правой части 4 - это 3, то \( 3n^2 - 16n + 24 = 0 \), D=40. Если 4 - это 2, то \( n=8 \) (т.к. \( n^2-n = 2(n^2-5n+6) \) \( \Rightarrow \) \( n^2-9n+12=0 \), D=33).

  • Допустим, в условии было \( C_n^2 = 2C_{n-1}^2 \). Тогда \( n=2(n-2) \), \( n=2n-4 \), \( n=4 \). Проверим: \( C_4^2 = 6 \). \( 2C_3^2 = 2 \cdot 3 = 6 \). Верно.

    • Ответ: Принимая во внимание вероятную опечатку в учебнике, \( n=4 \), для уравнения \( C_n^2 = 2C_{n-1}^2 \) (что логично соответствует стилю задач).

    Что применять при решении

    Факториал
    Произведение всех натуральных чисел от 1 до \( n \). По определению, \( 0! = 1 \). Используется для упрощения выражений и в формулах комбинаторики.
    \( n! = 1 \cdot 2 \cdot 3 \cdot \ldots \cdot n \); \( n! = n \cdot (n-1)! \).
    Размещения
    Число способов выбрать \( k \) элементов из \( n \) различных элементов и расположить их в определенном порядке. Порядок важен.
    \( A_n^k = \frac{n!}{(n-k)!} \)
    Сочетания
    Число способов выбрать \( k \) элементов из \( n \) различных элементов, без учета порядка выбора. Порядок не важен.
    \( C_n^k = \binom{n}{k} = \frac{n!}{k! (n-k)!} \)
    Свойство числа сочетаний (Сложение)
    Формула, связывающая соседние коэффициенты в треугольнике Паскаля. Упрощает вычисления сумм сочетаний.
    \( C_n^k + C_n^{k+1} = C_{n+1}^{k+1} \)
    Формула бинома Ньютона
    Формула для разложения степени двучлена \( (a+b)^n \) в сумму одночленов.
    \( (a+b)^n = \sum_{k=0}^{n} C_n^k a^{n-k} b^k \)
    Общий член бинома Ньютона
    Формула для нахождения \( (k+1) \)-го члена разложения \( (a+b)^n \).
    \( T_{k+1} = C_n^k a^{n-k} b^k \)

    Задали создать проект?

    Создай с помощью ИИ за 5 минут

    До 90% уникальность
    Готовый файл Word
    15-30 страниц
    Список источников по ГОСТ
    Оформление по ГОСТ
    Таблицы и схемы

    Другие упражнения из параграфа Глава 11

    1097 1098 1099 1100 1101 1102 1103 1104 1105 1106 1107 1108 1109 1110 1111 1112 1113 1114
    Уведомление об авторском праве и цитировании

    ВНИМАНИЕ: Представленные фрагменты из учебных материалов используются исключительно в научно-образовательных целях в объеме, оправданном поставленной целью.

    Данное использование осуществляется в рамках, установленных законодательством об авторском праве (в частности, нормами о свободном использовании произведения для образовательных целей).

    В соответствии с законодательством, автор и источник заимствования указаны для каждого используемого фрагмента.