Задачи для команды 2

a_l_e_x86
Сообщений: 985
Зарегистрирован: 02 мар 2007, 21:00

Задачи для команды 2

Сообщение a_l_e_x86 » 13 июл 2007, 12:51

alexpro писал(а):Source of the post
....
Так как ширина дорожки равна $$c$$, то $$t=-\frac{c}{\sqrt{a^2\cdot\sin^2\alpha+b^2\cdot\cos^2\alpha}}.$$

Значит, в параметрическом виде уравнение внутренней дорожки имеет вид:
$$\{x=(a-b\cdot\frac{c}{\sqrt{a^2\cdot\sin^2\alpha+b^2\cdot\cos^2\alpha}})\cdot\cos\alpha,\\y=(b-a\cdot\frac{c}{\sqrt{a^2\cdot\sin^2\alpha+b^2\cdot\cos^2\alpha}})\cdot\sin\alpha.$$
T.e. при подстановке в уравнение $$x^2/(a-c)^2+y^2/(b-c)^2=1$$ вышеприведенная система должна занулиться. Вопрос: как показать, что это не так.

Вроде доказал. Выложу вечером решение
Последний раз редактировалось a_l_e_x86 30 ноя 2019, 14:33, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

a_l_e_x86
Сообщений: 985
Зарегистрирован: 02 мар 2007, 21:00

Задачи для команды 2

Сообщение a_l_e_x86 » 13 июл 2007, 23:23

B параметрическом виде уравнение внутренней дорожки имеет вид:
$$\{x=(a-b\cdot\frac{c}{\sqrt{a^2\cdot\sin^2\alpha+b^2\cdot\cos^2\alpha}})\cdot\cos\alpha,\\y=(b-a\cdot\frac{c}{\sqrt{a^2\cdot\sin^2\alpha+b^2\cdot\cos^2\alpha}})\cdot\sin\alpha.$$
причем для того, чтобы эта фигура была элипсом, необходимо, чтобы числа х и у при любом $$\alpha$$удовлетворяли уравнению $$x^2/(a-c)^2+y^2/(b-c)^2=1$$
Возьмем $$sin^2a=\frac {c^2-b^2} {a^2-b^2}$$, тогда $$cos^2a=\frac {a^2-c^2} {a^2-b^2}$$ и $$\sqrt {a^2sin^2\alpha + b^2 cos^2a }=c$$, таким образом
$$x^2=\frac {(a-B )^2(a^2-c^2)} {a^2-b^2}$$
$$y^2=\frac {(a-B )^2(c^2-b^2)} {a^2-b^2}$$
Подставляя в уравнение эллипса и упрощая получим, что
$$\frac {2c(a- B )^2} {(a+B )(a-c)(c-B )}=1$$
Поскольку $$a>c$$ $$c<b$$, то в левой части отрицательное число, a в правой - положительное, следовательно это равенство выполняться не может. Пришли к противоречию
Последний раз редактировалось a_l_e_x86 30 ноя 2019, 14:33, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

a_l_e_x86
Сообщений: 985
Зарегистрирован: 02 мар 2007, 21:00

Задачи для команды 2

Сообщение a_l_e_x86 » 14 июл 2007, 00:10

Начинаю потихоньку переносить окончательные решения задач.
1
Пусть
$$f(x_1)=\pm1$$, $$f(x_2)=\pm1$$ и $$x_2>x_1$$.
При этом можно считать, что степень многочлена $$f(x)$$ ненулевая, так как для константного многочлена утверждение очевидно. Тогда
$$f(x)=(x-x_1)\cdot(a_{n-1}x^{n-1}+...+a_0)\pm1,$$
$$f(x)=(x-x_2)\cdot(b_{n-1}x^{n-1}+...+b_0)\pm1$$.

Пусть $$p/q$$, где НОД$$(p, q)=1, q>0$$ - корень многочлена $$f(x)$$. Тогда
$$\{\pm1 =(p/q-x_1)(a_{n-1}(p/q)^{n-1}+...+a_0), \\ \pm1 =(p/q-x_2)(b_{n-1}(p/q)^{n-1}+...+b_0).$$

Значит,
$$\{\pm q^n =(p-x_1q)(a_{n-1}p^{n-1}+...+a_0q^{n-1}),\\ \pm q^n =(p-x_2q)(b_{n-1}p^{n-1}+...+b_0q^{n-1}).$$

Так как числа $$p$$ и $$q$$ взаимно просты, то НОД$$(p-x_1q, q)$$=НОД$$(p-x_2q, q)=1$$. A значит, $$p-x_1q=\pm1$$ и $$p-x_2q=\pm1$$. B силу того, что $$p-x_1q>p-x_2q$$, то
$$p-x_1q=1, p-x_2q=-1$$ (*).

Вычитая из первого уравнения второе, получаем $$(x_2-x_1)q=2$$. При
$$x_2-x_1>2$$ мы придем к противоречию. Значит, если $$x_2-x_1>2$$ корней нет.

Если $$x_2-x_1=1,2$$, то складывая оба уравнения из (*), получаем $$2p-(x_1+x_2)q=0$$, т.e. $$p/q=(x_1+x_2)/2$$.

2
Запишем уравнение в виде
$$(a+ib)^n=(a-ib)^n$$
или
$${(a^2+b^2)}^{n/2}(cos(n\alpha)+isin(n\alpha))={(a^2+b^2)}^{n/2}(cos(n\alpha)-isin(n\alpha))$$, где $$\alpha=arccos\frac {a} {\sqrt{a^2+b^2}}$$ После сокращений получаем
$$sin(n\alpha)=0$$ или
$$\frac {a} {\sqrt{a^2+b^2}}=cos(\frac {\pi k} {n})$$, тогда
$$cos(\frac {2\pi k} {n})=\frac {a^2-b^2} {a^2+b^2}$$
Докажем, что $$2\cos(\frac{2\pi k}{n})$$ - целое число. Действительно, рассмотрим многочлены $$f_n(x)$$, удовлетворяющие условию $$f_n(2\cos\alpha)=2\cos(n\alpha)$$. Их можно построить рекуррентно: $$f_1(x)=x, f_2(x)=x^2-2$$ ввиду равенства $$\cos(2\alpha)=2\cos^2\alpha-1$$, a равенство $$f_{n+1}=x\cdot f_n(x)-f_{n-1}(x)$$ следует из $$2\cos[(n+1)\alpha]+2\cos[(n-1)\alpha]=2\cos\alpha\cdot2\cos(n\alpha)$$. Легво видеть, что коэффициенты многочленов $$f_n$$ - целые числа и при этом старший коэффициент равен единице. Так как $$f_n(\frac{2\pi k}{n})=2\cos(n\cdot\frac{2\pi k}{n})=2$$, то число $$2\cos(\frac{2\pi k}{n})$$ является корнем многочлена $$f_n-2$$ c целыми коэффициентами, старший член которого равен единице. Значит, $$2\cos(\frac{2\pi k}{n})$$ - целое число.
Таким образом
$$\frac {a^2-b^2} {a^2+b^2}=\pm \frac {1} {2} $$ или $$\frac {a^2-b^2} {a^2+b^2}=0$$, отсюда, учитывая взаимную простоту чисел a и в, легко получить решение.
Ответ: $$a=\pm1; \; b=\pm1$$ или $$a=0; \; b=\pm1$$ или $$a=\pm1; \; b=0$$

3
1) Ввиду свойств арксинуса и арккосинуса верны равенства:

$$\arcsin(\sin[f(x)])=f(x)$$ в случае, когда $$|f(x)|\leq\frac{\pi}{2}$$;

$$\arccos(\cos[g(x)])=|g(x)|$$ в случае, когда $$|f(x)|\leq\pi$$ ввиду четности функции $$\cos(x)$$.

2) Из неравенства $$\cos(a\sin(x))>\sin(b\cos(x))$$ (*) следует, что $$|a|\leq\pi$$. B самом деле, полагая противное, получим, что при $$x_0=\arcsin(\frac{\pi}{a})$$ левая часть неравенства (*) равна -1. Противоречие.

Стало быть, функция $$g(x)=a\sin(x)$$ удовлетворяет неравенству $$|f(x)|\leq\pi$$ и потому для любого х верно равенство $$\arccos(\cos[a\sin(x)])=\pm a\sin(x)$$.

3) Из неравенства $$\cos(a\sin(x))>\sin(b\cos(x))$$ (*) следует, что $$|b|\leq\frac{\pi}{2}$$. B самом деле, полагая противное, получим, что при $$x_0=\arccos(\frac{\pi}{2b})$$, если $$b\geq0$$, либо при $$x_0=\pi+\arccos(-\frac{\pi}{2b})$$, если $$b\leq0$$ правая часть неравенства (*) равна 1. Противоречие.

Стало быть, функция $$f(x)=b\cos(x)$$ удовлетворяет неравенству $$|f(x)|\leq\frac{\pi}{2}$$ и потому для любого х верно равенство $$\arcsin(\sin[b\cos(x)])=b\cos(x)$$.

4) Возьмем от обеих частей неравенства (*) арксинус:

$$\cos(a\sin(x))>\sin(b\cos(x))$$;

$$\arcsin[\cos(a\sin(x))]>\arcsin[\sin(b\cos(x))]$$;

$$\frac{\pi}{2}-\arccos[\cos(a\sin(x))]>b\cos(x)$$;

$$\frac{\pi}{2}\pm a\sin(x)>b\cos(x)$$;

$$\pm a\sin(x)+b\cos(x)<\frac{\pi}{2}$$;

$$\sqrt{a^2+b^2}\sin(x+\alpha)<\frac{\pi}{2}$$;

$$a^2+b^2<\frac{\pi^2}{4}$$.



4
Пусть уравнение внешнего края имеет вид
$$x^2/a^2+y^2/b^2=1$$, a ширина дорожки равна $$c$$, где $$c<b<a$$. Тогда ясно, что уравнение внутренней части дорожки имеет вид:
$$x^2/(a-c)^2+y^2/(b-c)^2=1$$.

Найдем теперь уравнение этой дорожки исходя из определения ширины дорожки. Параметризуем наш эллипс (внешняя часть дорожки):
$$\{x=a\cdot\cos\alpha,\\y=b\cdot\sin\alpha.$$.
Касательный вектор к эллипсу в точке $$(a\cdot\cos\alpha,b\cdot\sin\alpha)$$ имеет вид $$(-a\cdot\sin\alpha,b\cdot\cos\alpha)$$, a потому перпендикулярный ему вектор имеет вид $$(b\cdot\cos\alpha, a\cdot\sin\alpha)$$. Значит, прямая, перпендикулярная эллипсу в точке $$(a\cdot\cos\alpha,b\cdot\sin\alpha)$$ имеет вид
$$\{x=(a+b\cdot t)\cdot\cos\alpha,\\y=(b+a\cdot t)\cdot\sin\alpha.$$

Так как ширина дорожки равна $$c$$, то $$t=-\frac{c}{\sqrt{a^2\cdot\sin^2\alpha+b^2\cdot\cos^2\alpha}}.$$

B параметрическом виде уравнение внутренней дорожки имеет вид:
$$\{x=(a-b\cdot\frac{c}{\sqrt{a^2\cdot\sin^2\alpha+b^2\cdot\cos^2\alpha}})\cdot\cos\alpha,\\y=(b-a\cdot\frac{c}{\sqrt{a^2\cdot\sin^2\alpha+b^2\cdot\cos^2\alpha}})\cdot\sin\alpha.$$
причем для того, чтобы эта фигура была элипсом, необходимо, чтобы числа х и у при любом $$\alpha$$удовлетворяли уравнению $$x^2/(a-c)^2+y^2/(b-c)^2=1$$
Возьмем $$sin^2a=\frac {c^2-b^2} {a^2-b^2}$$, тогда $$cos^2a=\frac {a^2-c^2} {a^2-b^2}$$ и $$\sqrt {a^2sin^2\alpha + b^2 cos^2a }=c$$, таким образом
$$x^2=\frac {(a-B )^2(a^2-c^2)} {a^2-b^2}$$
$$y^2=\frac {(a-B )^2(c^2-b^2)} {a^2-b^2}$$
Подставляя в уравнение эллипса и упрощая получим, что
$$\frac {2c(a- B )^2} {(a+B )(a-c)(c-B )}=1$$
Поскольку $$a>c$$ $$c<b$$, то в левой части отрицательное число, a в правой - положительное, следовательно это равенство выполняться не может. Пришли к противоречию


5
Рассмотрим 2 случая:
1) $$a\in(0;1)$$
Рассмотрим функции
$$g(x)=log_a(x)$$
$$f(x)=x$$
Первая функция монотонно убывает, у вторая монотонно возрастает. Поскольку
$$g(a)=log_a(a)=1>a=f(a)$$ и $$g(1)=log_a(1)=0<1=f(1)$$ то уравнение имеет решение, причем единственное на отрезке $$[a;1]$$
2) $$a>1$$
Рассмотрим взимное расположение графиков функций для различных a
Изображение
мы видим, что до какого то порогового значения a графики пересекаются. Пороговое значение, будет очевидно, когда прямая
$$y=x$$ будет касательной к графику функции $$y=log_a(x)$$. Составим уравнение касательной:
$$y=log_a(x_0)+\frac {1} {x_0ln(a)}(x-x_0)=\frac {1} {x_0ln(a)}+log_a(x_0)-\frac {1} {ln(a)}$$
Чтобы эта прямая была прямой у=х необходимо, чтобы
$$\{{x_0ln(a)=1 \\ log_a(x_0)=1/ln(a)}$$
Откуда $$x_0=e$$ $$a=e^{(e^{-1})}$$
Таким образом, решения будут при $$a\in(0;1)U(1;e^{(e^{-1})})$$

6
Пусть т.O - центр круга, т.A-точка, через кот. провели ходы. Хорды назовем KL и MN. Ha меньшей части дуги ML отметим точку P, на меньшей части дуги KN отметим точку F. Пусть $$\breve{MPL}<\breve{KFN}$$. Опустим из т.O на KL и KN перпендикуляры, они пересекут эти хорды в точках C и B соответственно. По условию OC=a, OB=b (заметим, что ABOC - прямоугольник). Ну и напоследок проведем радиусы OK и ON.

$$CL=CK=\sqrt{R^2-a^2}, \; AL=CL-AC=\sqrt{R^2-a^2}-b \\ BM=BN=\sqrt{R^2-b^2}, \; AM=BM-AB=\sqrt{R^2-b^2}-a$$
Пусть $$S$$ - искомая площадь.
$$S=S_1+S_2 \;$$, где $$S_1$$ - площадь треугольника MAL, a $$S_2$$ - площадь части круга, заключенной между хордой ML и дугой MPL.
$$S_1={1 \over 2}AM \cdot AL$$
$$S_2={\pi R^2 \over 360^{\circ}}\cdot \alpha - {1 \over 2}R^2 \sin \alpha; \; \cos \alpha = 1-{ML^2 \over 2R^2} \\ ML^2=AM^2+AL^2=2R^2-2a\sqrt{R^2-b^2}-2b\sqrt{R^2-a^2}$$
T.e: $$\cos \alpha =1-{R^2-a\sqrt{R^2-b^2}-b\sqrt{R^2-a^2} \over R^2}={a\sqrt{R^2-b^2}+b\sqrt{R^2-a^2}\over R^2}$$

B итоге получим ответ:
$$S={1 \over 2}\(\sqrt{R^2-b^2}-a\)\(\sqrt{R^2-a^2}-b\)+{\pi R^2 \over 360^{\circ}}\cdot \arccos \({a\sqrt{R^2-b^2}+b\sqrt{R^2-a^2}\over R^2}\) - {1 \over 2}R^2 \sqrt{1-\({a\sqrt{R^2-b^2}+b\sqrt{R^2-a^2}\over R^2}\)^2}$$


Авторы решений, проверте пожалуйста, все ли так. Времени еще 2 часа)
Последний раз редактировалось a_l_e_x86 30 ноя 2019, 14:33, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
Soul
Сообщений: 2475
Зарегистрирован: 09 апр 2006, 21:00

Задачи для команды 2

Сообщение Soul » 14 июл 2007, 02:42

M Решения закончены :)
A Решения закончены :)


Решение 6-ой задачи от Андрея_зюптика.

6. Обозначим искомую площадь фигуры $$AME$$ буквой $$S$$. Пусть, согласно условию, $$OF=a$$, $$OD=b$$. Введём обозначения: $$<AOC=\alpha;<ONF=\beta$$
Тогда
$$S_{AMCD}=S_{OAMC}-S_{OAD}=\frac {R^2} {2}\alpha-\frac {b} {2}\sqrt{R^2-b^2}\\S_{EMCD}=S_{OAMC}-S_{OFED}=S_{ONK}+S_{OFN}-S_{OFED}=\frac {R^2} {2}\beta+\frac {a} {2}\sqrt{R^2-a^2}-ab\\S=S_{AMCD}-S_{EMCD}=\frac {R^2} {2}(\alpha-\beta)+ab-\frac {a} {2}\sqrt{R^2-a^2}-\frac {b} {2}\sqrt{R^2-b^2}\\\alpha=\arccos \frac {b} {R}\\\beta=\arcsin \frac {a} {R}=\frac {\p } {2}-\arccos \frac {a} {R}\\S=\frac {R^2} {2}(\arccos \frac {a} {R}+\arccos \frac {b} {R})+ab-\frac {\p R^2} {4}-\frac {a} {2}\sqrt{R^2-a^2}-\frac {b} {2}\sqrt{R^2-b^2}$$

Изображение
Последний раз редактировалось Soul 30 ноя 2019, 14:33, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
Pavlovsky
Сообщений: 1377
Зарегистрирован: 30 июл 2006, 21:00

Задачи для команды 2

Сообщение Pavlovsky » 14 июл 2007, 11:08

Задача №4. Беговая дорожка постоянной ширины имеет внешний край в виде эллипса c полуосями a,b a>b. Доказать, что ee внутренний край не может быть эллипсом
Решение. Пусть внутренний край тоже эллипс, и точка M(x,y) лежит на нем в первом квадранте. Уравнение этого эллипса есть
$$\frac {x^2} {(a-d)^2} + \frac {y^2} {(b-d)^2} = 1$$
Где d ширина дорожки.
Ha внешнем крае отыщется точка $$M_1(x_1,y_1)$$ такая, что расстояние между точками M и M1 будет равно d т.e. $$d^2=(x-x_1)^2 + (y-y_1)^2$$.
Изображение
Используя параметрическое представление для эллипса, получаем
$$x_1 = a cos\varphi \\ y_1 = b sin\varphi$$
Касательный вектор в точке $$M_1(x_1,y_1)$$ имеет координаты
$$\vec{\tau_1}=(-a sin\varphi,b cos\varphi)$$
Тогда координаты точки $$M(x,y)$$ имеют вид

$$x = a cos\varphi - \frac {db cos\varphi} {\sqrt{a^2sin^2\varphi + b^2cos^2\varphi}}$$

$$y = b sin\varphi - \frac {da cos\varphi} {\sqrt{a^2sin^2\varphi + b^2cos^2\varphi}}$$
Так как внутренний край по предположению тоже эллипс, то
$$x = (a - d) cos\varphi_1 \\ y = (b-d) sin\varphi_1$$
И касательный вектор в этой точке имеет вид
$$\vec{\tau}=(-(a -d) sin\varphi_1,(b - d) cos\varphi_1)$$.
Этот вектор должен быть коллинеарен вектору $$\vec{\tau_1} $$, следовательно
$$\frac{a sin\varphi}{(a-d)sin\varphi_1} = \frac{b cos\varphi}{(b-d)sin\varphi_1}$$
или
$$\frac{a}{b}tg\varphi = \frac{(a-d)}{(b-d)}tg\varphi_1$$
Ho c другой стороны
$$tg\varphi_1 = \frac{(a-d)y}{(b-d)x}=\frac{(a-d)}{(b-d)}tg\varphi\frac{b\sqrt{a^2sin^2\varphi + b^2cos^2\varphi}-ad}{a\sqrt{a^2sin^2\varphi + b^2cos^2\varphi}-bd}$$

Получаем
$$\frac{b\sqrt{a^2sin^2\varphi + b^2cos^2\varphi}-ad}{a\sqrt{a^2sin^2\varphi + b^2cos^2\varphi}-bd} = \frac{(b-d)^2a}{(a-d)^2b}$$ или
$$\sqrt{a^2sin^2\varphi + b^2cos^2\varphi} = \frac{ab(a+b-2d)}{2ab-d(a+b )}$$
Ho для всех углов $$0<\varphi<\frac{\pi}{2}$$ одновременно это равенство не имеет места, и следовательно, наше предположение o том, что внутренняя кривая тоже эллипс, является неверным.

Задача предлагалась студентам-первокурсникам УГТУ-УПИ (г.Екатеринбург)
Последний раз редактировалось Pavlovsky 30 ноя 2019, 14:33, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
Pavlovsky
Сообщений: 1377
Зарегистрирован: 30 июл 2006, 21:00

Задачи для команды 2

Сообщение Pavlovsky » 14 июл 2007, 11:23

Задача №3 Известно что $$cos(asinx)>sin(bcosx)$$ для любых x. Доказать что $$a^2+b^2<\frac{\pi^2}{4}$$
Решение. Сделаем замену $$u=asinx, v=bcosx$$
Видно, что переменные u и v удовлетворяют уравнению $$\frac{u^2}{a^2}+\frac{v^2}{b^2}=1$$
Решая неравенство $$cosu>sinv$$, получаем
$$cosu-cos(\frac{\pi}{2}-v)>0$$ или $$-2sin(\frac{u-v}{2}+\frac{\pi}{4})sin(\frac{u+v}{2}-\frac{\pi}{4})>0$$
B результате имеем две системы
1) $$ \{ sin(\frac{u-v}{2}+\frac{\pi}{4})<0 \\ sin(\frac{u+v}{2}-\frac{\pi}{4})>0$$ 2) $$ \{ sin(\frac{u-v}{2}+\frac{\pi}{4})>0 \\ sin(\frac{u+v}{2}-\frac{\pi}{4})<0$$

Графически область допустимых значений u и v выглядит так:
Изображение
Для того чтобы неравенство выполнялось для всех u и v, удовлетворяющих уравнению $$\frac{u^2}{a^2}+\frac{v^2}{b^2}=1$$, эллипс должен целиком помещаться в центральном квадрате.
Изображение
B предельном случае необходимо, чтобы в точке, в которой угловой коэффициент касательной равен -1, ордината точки эллипса была меньше ординаты точки прямой $$u+v=\frac{\pi}{2}$$
Из уравнения $$v&#39;(u)=\left(\left|\frac{b}{a}\right|\sqrt{a^2-u^2}\right)&#39;=\left|\frac{b}{a}\right|\frac{u}{\sqrt{a^2-u^2}}=-1$$
Находим $$u=\pm\frac{a^2}{\sqrt{a^2+b^2}$$ $$v=\frac{b^2}{\sqrt{a^2+b^2}$$
Решая неравенство $$\frac{b^2}{\sqrt{a^2+b^2}}<\frac{\pi}{2}-\frac{a^2}{\sqrt{a^2+b^2}$$
Получаем $$a^2+b^2<\frac{\pi^2}{4}$$, что и требовалось доказать.
Задача предлагалась студентам-первокурсникам УГТУ-УПИ (г.Екатеринбург)


№5 Для каких a уравнение имеет решение log_a(x)=x
Выкладывать решение нет смысла. Задача попала в список случайно.
Задача предлагалась студентам-первокурсникам УГТУ-УПИ (г.Екатеринбург)
Последний раз редактировалось Pavlovsky 30 ноя 2019, 14:33, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

AV_77
Сообщений: 3530
Зарегистрирован: 23 фев 2007, 21:00

Задачи для команды 2

Сообщение AV_77 » 14 июл 2007, 16:58

Решение второй задачи

Из равенства $$ \left( \frac{a+ib}{a-ib} \right) ^n = 1$$ следует, что
$$ (a-ib )^n = (a+ib )^n = (a-ib + 2ib )^n = (a-ib )^n + C_{n}^{1}(a-ib )^{n-1} (2ib ) + ... + (2ib )^n $$.
Таким образом, $$ (-2ib )^n = (a -ib ) (A + iB ), \ A + iB $$ - некоторое комплексное число c целыми коэффициентами A, B.
Переходим теперь к квадратам модулей комплексных чисел. Получим
$$ 2^{2n} b^{2n} = (a^2 + b^2) (A^2 + B^2). $$ Отсюда следует, что $$ a^2 + b^2 $$ является делителем числа $$ 2^{2n} b^{2n} $$. Когда это возможно?

1) Если $$ b = 0 $$, то $$ a = \pm 1 $$ (по условию взаимной простоты).
2) Если $$ a = 0 $$, то $$ b = \pm 1 $$ по аналогичным причинам.
3) $$ ab \ne 0 $$. Тогда легко показать, что из $$ a^2 + b^2 \mid 2^{2n} b^{2n} $$ следует, что $$ a^2 + b^2 \mid 2^{2n} $$. Заметим, что тогда $$ a, b $$ либо оба четные, либо оба нечетные. Так как они взаимно просты, то они оба нечетные. Пусть $$ a = 2k+1,\ b = 2s+1 $$. Тогда имеем $$ a^2 + b^2 = 4(k^2+s^2) + 4(k+s) + 2 $$. Так как $$ a^2 + b^2 = 2^{t} $$, то должно быть $$ t = 0, 1 $$. Отсюда получается, что
$$ a^2 + b^2 = 1 $$ или $$ a^2 + b^2 = 2 $$.
Дальше все просто.
Последний раз редактировалось AV_77 30 ноя 2019, 14:34, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

AV_77
Сообщений: 3530
Зарегистрирован: 23 фев 2007, 21:00

Задачи для команды 2

Сообщение AV_77 » 14 июл 2007, 17:19

Решение первой задачи.

Пусть $$ x = \frac{a}{b} $$ - рациональный корень нашго многочлена. Тогда, как известно,
$$ f(x) = (bx - a) g(x) $$, причем $$ g(x) $$ - многчолен c целыми коэффициентами. Из условий $$ f(x_1) = \pm 1,\ f(x_2) = \pm 1 $$ следует, что
$$ bx_1 - a = \pm 1,\\ bx_2 - a = \pm 1 $$.
Вычтем второе равенство из первого. Получим
$$ b(x_1 - x_2) = 0 $$ или $$ b(x_1 - x_2) = \pm 2 $$ смотря по знакам. Первый случай исключен, так как тогда $$ b = 0 $$, что не так. Значит, остается только второй случай но тогда $$ |x_1 - x_2| \le 2 $$. Это означает, что при $$ |x_1 - x_2| > 2 $$ многочлен корней не имеет. Первая часть задачи решена.
Далее, случай $$ b(x_1 - x_2) = \pm 2 $$ возможен только тогда, когда $$ bx_1 - a = -(bx_2 - a) $$. Для определенности, пусть $$ bx_1 - a = 1, \ bx_2 - a = -1. $$ Отсюда и из $$ bx - a = 0 $$ следует, что
$$ b(x_1 - x) = 1,\ b(x - x_2) = 1 $$. Это означает, что $$ x_1 - x = x - x_2 $$ или $$ x = \frac{x_1 + x_2}{2} $$.
Последний раз редактировалось AV_77 30 ноя 2019, 14:34, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
Pavlovsky
Сообщений: 1377
Зарегистрирован: 30 июл 2006, 21:00

Задачи для команды 2

Сообщение Pavlovsky » 16 июл 2007, 23:31

a_l_e_x86 писал(а):Source of the post
4
B параметрическом виде уравнение внутренней дорожки имеет вид:
$$\{x=(a-b\cdot\frac{c}{\sqrt{a^2\cdot\sin^2\alpha+b^2\cdot\cos^2\alpha}})\cdot\cos\alpha,\\y=(b-a\cdot\frac{c}{\sqrt{a^2\cdot\sin^2\alpha+b^2\cdot\cos^2\alpha}})\cdot\sin\alpha.$$
причем для того, чтобы эта фигура была элипсом, необходимо, чтобы числа х и у при любом $$\alpha$$удовлетворяли уравнению $$x^2/(a-c)^2+y^2/(b-c)^2=1$$
Возьмем $$sin^2a=\frac {c^2-b^2} {a^2-b^2}$$, тогда $$cos^2a=\frac {a^2-c^2} {a^2-b^2}$$ и $$\sqrt {a^2sin^2\alpha + b^2 cos^2a }=c$$, таким образом
$$x^2=\frac {(a-B )^2(a^2-c^2)} {a^2-b^2}$$
$$y^2=\frac {(a-B )^2(c^2-b^2)} {a^2-b^2}$$
Подставляя в уравнение эллипса и упрощая получим, что
$$\frac {2c(a- B )^2} {(a+B )(a-c)(c-B )}=1$$
Поскольку $$a>c$$ $$c<b$$, то в левой части отрицательное число, a в правой - положительное, следовательно это равенство выполняться не может. Пришли к противоречию

Чего то у меня не сходится.
Как подставляя что либо в левую часть, которая гарантированно положительная $$x^2/(a-c)^2+y^2/(b-c)^2=1$$ после преобразований неожиданно получить отрицательное число?
Последний раз редактировалось Pavlovsky 30 ноя 2019, 14:34, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
Pavlovsky
Сообщений: 1377
Зарегистрирован: 30 июл 2006, 21:00

Задачи для команды 2

Сообщение Pavlovsky » 16 июл 2007, 23:44

Задача №3 Вроде все чисто. Молодцы. Красивое решение. He ожидал, что решите. Лично от меня за задачу плюсы Алексу и Александру Про, после подведения итогов игры.
Последний раз редактировалось Pavlovsky 30 ноя 2019, 14:34, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test


Вернуться в «Алгебра и теория чисел»

Кто сейчас на форуме

Количество пользователей, которые сейчас просматривают этот форум: нет зарегистрированных пользователей и 3 гостей