даю 40 баллов!!
помогите с уравнениями и неравенством на целые и дробные части числа
1) найдите все действительные х, что
х * [х] = 77
2) найдите все действительные х такие, что 13[х] = 29{х}
3) для какого наименьшего действительного х выполнено неравенство х + 2{х} >= 1
4) найдите все действительные х, что 5[х^2] + 5[х] - х^2 -х = 80
Answers & Comments
Ответ:
[tex]1) ~x =-\dfrac{77}{9}[/tex]
[tex]2) ~ x = \bigg \{ 0 ~ ; ~ \dfrac{42}{29}~ ; ~\dfrac{84}{29} \bigg \}[/tex]
[tex]3) ~x =- \dfrac{1}{3}[/tex]
4) x = {-5 ; 4}
Объяснение:
1) найдите все действительные х, что
х * [х] = 77
2) найдите все действительные х такие, что 13[х] = 29{х}
3) для какого наименьшего действительного х выполнено неравенство х + 2{х} >= 1
4) найдите все действительные х, что 5[х^2] + 5[х] - х^2 -х = 80
По определению антье-функции [x] ≤ x < [x] + 1, что равносильно неравенству 0 ≤ x - [x] < 1
1) найдите все действительные х, что
х · [х] = 77
[tex][x]= \dfrac{77}{x}[/tex]
Введем замену
[tex]t = \dfrac{77}{x} ~ , ~ x = \dfrac{77}{t} ~ , ~t \in \mathbb Z[/tex]
[tex]\bigg[\dfrac{77}{t} \bigg]= t[/tex]
Из выше указанного определения
[tex]0\leqslant \dfrac{77}{t} - t < 1[/tex]
[tex]\left \{ \begin{array}{l} \dfrac{77}{t} - t \geqslant 0 \\\\ \dfrac{77}{t} - t < 1 \end{array}[/tex]
[tex]* ~ \dfrac{77 }{t} - t \geqslant 0 \\\\\\ \dfrac{t^2 -77}{t} \leqslant 0[/tex]
√77 ≈ 8.8
[tex]\setlength{\unitlength}{23mm}\begin{picture}(1,1) \linethickness{0.2mm} \put(0.85,-0.3) {\sf -8,8} \put(1.29 ,0.1){ \Large \text{ +} } \put(0.25 ,0.1){ \LARGE ---} \put(2.23 ,0.1){ \LARGE \text{ ---} } \put(3.2 ,0.1){ \Large \text{ +} } \put(1,0){\circle*{0.055}} \put( 2.,-0.3) {\sf 0}\put(2.05,0){\circle{0.055}} \put(2.9,-0.3) {\sf 8,8}\put(3,0){\circle*{0.055}} \ \put(0,0){\vector (1,0){4}} \end{picture}[/tex]
Методом интервалов получаем
[tex]t \in (- \infty ~ ; -8,8 ~] \cup( 0 ~ ; ~8,8~ ][/tex]
[tex]** ~ \dfrac{77 }{t} - t < 1 \\\\\\ \dfrac{t^2 +t-77 }{t} > 0[/tex]
t² + t - 77 = 0
D = 1 + 308 = 309, √309 ≈ 17,6
[tex]t _1 = \dfrac{-1 + \sqrt{309} }{2 } \approx 8,3[/tex]
[tex]t _1 = \dfrac{-1 - \sqrt{309} }{2 } \approx -9,3[/tex]
[tex]\setlength{\unitlength}{23mm}\begin{picture}(1,1) \linethickness{0.2mm} \put(0.85,-0.3) {\sf -9,3} \put(1.29 ,0.1){ \Large \text{ +} } \put(0.25 ,0.1){ \LARGE ---} \put(2.23 ,0.1){ \LARGE \text{ ---} } \put(3.2 ,0.1){ \Large \text{ +} } \put(1,0){\circle{0.055}} \put( 2.,-0.3) {\sf 0}\put(2.05,0){\circle{0.055}} \put(2.9,-0.3) {\sf 8,3}\put(3,0){\circle{0.055}} \ \put(0,0){\vector (1,0){4}} \end{picture}[/tex]
[tex]t \in (-9,3 ~;~ 0)\cup (8,3 ~ ; ~ \infty )[/tex]
Следовательно
[tex]\left \{ \begin{array}{l} \dfrac{77}{t} - t \geqslant 0 \\\\ \dfrac{77}{t} - t < 1 \end{array} \Leftrightarrow\left \{ \begin{array}{l} t \in (- \infty ~ ; -8,8 ~] \cup( 0 ~ ; ~8,8~ ] \\\\ t \in (-9,3 ~;~ 0)\cup (8,3 ~ ; ~ \infty ) \end{array} \Leftrightarrow[/tex]
[tex]\Leftrightarrow t \in (-9,3~ ; ~ -8,8 ]\cup (8,3 ~; ~8, 8][/tex]
А теперь вспомним, что [tex]~t \in \mathbb Z[/tex] ⇒ t равно только (-9), поскольку других целых чисел на данном интервале не лежит
Итак, [tex]~ x = \dfrac{77}{t} = -\dfrac{77}{9}[/tex]
2) найдите все действительные х такие, что 13[х] = 29{х}
Воспользуемся, тем что {x} = x - [x] ⇒
13[x] = 29(x -[x])
42[x] = 29x
[tex][x] = \dfrac{29x}{42}[/tex]
Аналогично делаем замену, и тоже самое, что и в 1 задаче
[tex]t = \dfrac{29 x}{42} ~ , ~ x = \dfrac{42}{29}t ~ , ~t \in \mathbb Z[/tex]
[tex]\displaystyle 0 \leqslant \dfrac{42}{29}t - t < 1 \\\\\\ 0 \leqslant \frac{13}{29} t < 1 \\\\0 \leqslant t < 2\frac{3}{13}[/tex]
[tex]t \in \mathbb Z \Rightarrow t = \{0 ; 1 ; 2\} \Rightarrow x = \dfrac{42}{29} t = \bigg \{ 0 ~ ; ~ \dfrac{42}{29}~ ; ~\dfrac{84}{29} \bigg \}[/tex]
3) для какого наименьшего действительного х выполнено неравенство х + 2{х} ≥ 1
Отметим что
0≤ {x} < 1 | · 2
0≤ 2{x} < 2 ⇒ при x < 0 может выполнится неравенство
х + 2{х} ≥ 1
x + 2(x -[x]) ≥ 1
3x - 2[x] ≥ 1
[tex][x] \leqslant \dfrac{3x- 1}{2}[/tex]
Решим уравнение
[tex][x] = \dfrac{3x- 1}{2}[/tex]
[tex]t = \dfrac{3x-1}{2}~ ; ~ x = \dfrac{2t + 1}{3}~ ; ~ t \in \mathbb Z[/tex]
Используем тоже самое свойство
[tex]0\leqslant \dfrac{2t + 1}{3} - t < 1 \\\\ 0\leqslant \dfrac{-t +1}{3} < 1 \\\\ 0\leqslant -t < 2 \\\\ -2 < t \leqslant 0[/tex]
⇒ t = { -1 ; 0}
Но при x = -1 получается отрицательное число, а при x = 0 положительное, поэтому
[tex]x_{min} = \dfrac{2t + 1}{3}= \dfrac{-2 + 1}{3} = -\dfrac{1}{3}[/tex]
При х + 2{х} > 1, отрицательная граница t будет увеличиваться, а значит наименьшее значение постепенно станет больше (-1/3), поэтому
[tex]x =- \dfrac{1}{3}[/tex] — наименьшее решение неравенства 3x - 2[x] ≥ 1
4) найдите все действительные х, что 5[х^2] + 5[х] - х^2 -х = 80
5[х²] + 5[х] - х² -х = 80
5[x²] - 5[x] - [x²] - {x²} - [x] - {x} = 80
4[x²] + 4[x] - {x²} - {x} - 80 = 0
Заметим что {x²} + {x} - обязательно является целой
Учтем что
0≤ {x} <1
0≤ {x²} < 1
Сложив данные неравенства получаем
0 ≤ {x²} + {x} < 2
На данном промежутке 0,1 —2 целых решения ⇒
1) {x²} + {x} = 0 ⋮ 4 ⇒ дробная часть равна нулю
2) {x²} + {x} = 1 - данный вариант отпадает поскольку
(4[x²] + 4[x] - 80) ⋮ 4, а [tex]1\not \vdots ~4[/tex]
Следовательно
[tex]\boldsymbol{x =[x]~ , ~ x \in \mathbb Z}[/tex]
[tex]5x^2 + 5x - x^2 - x -80 = 0 \\\\ 4x^2 + 4x - 80 = 0 ~ | : 4 \\\\ x^2 + x - 20 =0[/tex]
По Виету
x = {-5 ; 4}