2. jarní série. Rovnice a soustavy

Podobné dokumenty
Úlohy klauzurní části školního kola kategorie A

64. ročník matematické olympiády Řešení úloh krajského kola kategorie A

M - Kvadratické rovnice a kvadratické nerovnice

3. série. Nerovnosti. Téma: Termínodeslání:

Úlohy krajského kola kategorie A

Analytická geometrie kvadratických útvarů v rovině

pro každé i. Proto je takových čísel m právě N ai 1 +. k k p

Úlohy klauzurní části školního kola kategorie A

55. ročník matematické olympiády

1. podzimní série. KdyžseLenkatuhleozkouškovémnudila,přišlanato,žepokudproreálnáčísla a, b, cplatí nerovnosti

61. ročník matematické olympiády III. kolo kategorie A. Hradec Králové, března 2012

6 Skalární součin. u v = (u 1 v 1 ) 2 +(u 2 v 2 ) 2 +(u 3 v 3 ) 2

Praha & EU: investujeme do vaší budoucnosti. Daniel Turzík, Miroslava Dubcová,

Návody k domácí části I. kola kategorie A

VZOROVÝ TEST PRO 1. ROČNÍK (1. A, 3. C)

Matematika Kvadratická rovnice. Kvadratická rovnice je matematický zápis, který můžeme (za pomoci ekvivalentních úprav) upravit na tvar

INTERNETOVÉ ZKOUŠKY NANEČISTO - VŠE: UKÁZKOVÁ PRÁCE

M - Příprava na pololetní písemku č. 1

1. série. Iracionální čísla. Téma: Datumodeslání: Dokažte, že 0, (píšeme za sebou všechna přirozená čísla) je iracionální.

Úlohy domácí části I. kola kategorie C

ANALYTICKÁ GEOMETRIE LINEÁRNÍCH ÚTVARŮ V ROVINĚ

Internetová matematická olympiáda listopadu 2008

a počtem sloupců druhé matice. Spočítejme součin A.B. Označme matici A.B = M, pro její prvky platí:

Soustavy rovnic diskuse řešitelnosti

M - Příprava na 1. zápočtový test - třída 3SA

Projekt OPVK - CZ.1.07/1.1.00/ Matematika pro všechny. Univerzita Palackého v Olomouci

Úlohy domácí části I. kola kategorie A

Mgr. Tomáš Kotler. I. Cvičný test 2 II. Autorské řešení 6 III. Klíč 15 IV. Záznamový list 17

Cvičné texty ke státní maturitě z matematiky

Úlohy krajského kola kategorie C

označme j = (0, 1) a nazvěme tuto dvojici imaginární jednotkou. Potom libovolnou (x, y) = (x, 0) + (0, y) = (x, 0) + (0, 1)(y, 0) = x + jy,

Analytická geometrie lineárních útvarů

( ) ( ) Logaritmické nerovnice II. Předpoklady: 2924

3.2.3 Podobnost trojúhelníků I

3.2.3 Podobnost trojúhelníků I

PŘÍKLAD 6: Řešení: Příprava k přijímacím zkouškám na střední školy matematika 29. Určete, pro které x je hodnota výrazu 8x 6 rovna: a) 6 b) 0 c) 34

M - Příprava na 2. čtvrtletku - třídy 1P, 1VK

Lineární funkce, rovnice a nerovnice 3 Soustavy lineárních rovnic

CVIČNÝ TEST 15. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Tomáš Kotler. II. Autorské řešení 6 III. Klíč 15 IV. Záznamový list 17

Univerzita Karlova v Praze Pedagogická fakulta

ROZKLAD MNOHOČLENU NA SOUČIN

Soustavy lineárních a kvadratických rovnic o dvou neznámých

CVIČNÝ TEST 1. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Tomáš Kotler. II. Autorské řešení 6 III. Klíč 21 IV. Záznamový list 23

Algebraické výrazy - řešené úlohy

ROVNICE, NEROVNICE A JEJICH SOUSTAVY

1 Polynomiální interpolace

63. ročník matematické olympiády Řešení úloh krajského kola kategorie B. 1. Odečtením druhé rovnice od první a třetí od druhé dostaneme dvě rovnice

CVIČNÝ TEST 9 OBSAH. Mgr. Václav Zemek. I. Cvičný test 2 II. Autorské řešení 5 III. Klíč 17 IV. Záznamový list 19

3. podzimní série. ... {z }

M - Kvadratické rovnice

Příklad 1. Řešení 1a Máme řešit rovnici ŘEŠENÉ PŘÍKLADY Z M1A ČÁST 1. Řešte v R rovnice: = = + c) = f) +6 +8=4 g) h)

MO-ME-N-T MOderní MEtody s Novými Technologiemi

Věta 12.3 : Věta 12.4 (princip superpozice) : [MA1-18:P12.7] rovnice typu y (n) + p n 1 (x)y (n 1) p 1 (x)y + p 0 (x)y = q(x) (6)

A[a 1 ; a 2 ; a 3 ] souřadnice bodu A v kartézské soustavě souřadnic O xyz

METODICKÉ LISTY Z MATEMATIKY pro gymnázia a základní vzdělávání

Extrémy funkce dvou proměnných

Úloha2.Naleznětevšechnydvojicereálnýchčísel(a,b)takové,žečísla10, a, b, abtvořívtomtopořadí aritmetickou posloupnost.

Želvičce Zuzce se o jejích 28. narozeninách vylíhlo z vajíčka první želvátko a další potomci se

19 Eukleidovský bodový prostor

CVIČNÝ TEST 49. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Tomáš Kotler. II. Autorské řešení 5 III. Klíč 13 IV. Záznamový list 15

+ 2y. a y = 1 x 2. du x = nxn 1 f(u) 2x n 3 yf (u)

vyjádřete ve tvaru lineární kombinace čtverců (lineární kombinace druhých mocnin). Rozhodněte o definitnosti kvadratické formy κ(x).

Soustavy rovnic pro učební obor Kadeřník

Nalezněte obecné řešení diferenciální rovnice (pomocí separace proměnných) a řešení Cauchyho úlohy: =, 0 = 1 = 1. ln = +,

Návody k domácí části I. kola kategorie C

1. Několik základních pojmů ze středoškolské matematiky. Na začátku si připomeneme následující pojmy:

CVIČNÝ TEST 6. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Tomáš Kotler. II. Autorské řešení 6 III. Klíč 19 IV. Záznamový list 21

Matematická olympiáda ročník (1998/1999) Komentáře k úlohám druhého kola pro kategorie Z5 až Z7. Zadání úloh Z5 II 1

Úlohy krajského kola kategorie C

Návody k domácí části I. kola kategorie B

CVIČNÝ TEST 5. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Václav Zemek. II. Autorské řešení 6 III. Klíč 17 IV. Záznamový list 19

Úlohy domácí části I. kola kategorie B

Projekt OPVK - CZ.1.07/1.1.00/ Matematika pro všechny. Univerzita Palackého v Olomouci

Projekt OPVK - CZ.1.07/1.1.00/ Matematika pro všechny. Univerzita Palackého v Olomouci

7. SOUSTAVY LINEÁRNÍCH A KVADRATICKÝCH ROVNIC

Lineární funkce, rovnice a nerovnice 4 lineární nerovnice

Projekt OPVK - CZ.1.07/1.1.00/ Matematika pro všechny. Univerzita Palackého v Olomouci

Soustavy rovnic pro učební obory

2. série. Prvočísla. Téma: Datumodeslání: Dokažte,žekaždéprvočíslovětšínež5jdepsátvetvaru6k+1nebo6k 1,kde kjenějaké přirozené číslo.

66. ročníku MO (kategorie A, B, C)

Návody k domácí části I. kola kategorie A

2. prosince velikosti symboly a, b, je b ω a b = a b cosω (1) a. ω pro ω π/2, π platí a b = b a a (3) a b = a 1 b 1 + a 2 b 2 + a 3 b 3 (5)

Úlohy II. kola kategorie A

CVIČNÝ TEST 14. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Václav Zemek. II. Autorské řešení 6 III. Klíč 19 IV. Záznamový list 21

Úvod do řešení lineárních rovnic a jejich soustav

Matematická rozcvička pro KMA/MAT1 a KMA/MT1

M úlohy (vyriešené) pre rok 2017

(Cramerovo pravidlo, determinanty, inverzní matice)

Úlohy krajského kola kategorie A

Logaritmické a exponenciální funkce

= - rovnost dvou výrazů, za x můžeme dosazovat různá čísla, tím měníme

Hledáme lokální extrémy funkce vzhledem k množině, která je popsána jednou či několika rovnicemi, vazebními podmínkami. Pokud jsou podmínky

4.3.3 Goniometrické nerovnice

SPECIÁLNÍCH PRIMITIVNÍCH FUNKCÍ INTEGRACE RACIONÁLNÍCH FUNKCÍ

Přírodovědecká fakulta Masarykovy univerzity. na rovnice a nerovnice

Přijímací zkouška na MFF UK v Praze

CVIČNÝ TEST 41. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Tomáš Kotler. II. Autorské řešení 7 III. Klíč 15 IV. Záznamový list 17

CVIČNÝ TEST 37. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Tomáš Kotler. II. Autorské řešení 5 III. Klíč 13 IV. Záznamový list 15

Lineární algebra : Metrická geometrie

(4x) 5 + 7y = 14, (2y) 5 (3x) 7 = 74,

Transkript:

Téma: Datumodeslání:. jarní série Rovnice a soustavy ½ º ÞÒ ¾¼½¼ ½º ÐÓ Ó Ýµ Kája našla na kraji svého sešitu napsanou tuto soustavu pěti rovnic: ab=, bc=, cd=, de=4, ea=6. Pomoztejíjivyřešit,tzn.najdětevšechnypěticečísel a, b, c, d, e,kterésoustavusplňují. ¾º ÐÓ Ó Ýµ Ferda, Pepův bratranec z druhého kolena, letos oslaví tolikáté narozeniny, kolik je ciferný součet roku, ve kterém se narodil. Kolikpak mu bude? Můžete předpokládat, že Ferda není starší než 00 let. º ÐÓ Ó Ýµ Najdětevšechnytrojiceprvočísel p, q, r,prokteréplatí p q +=r. Vyřešte soustavu rovnic a 5 = b+b 5, b 5 = c+c 5,. y 5 = z+ z 5, z 5 = a+a 5. Dokažte,žepokudmárovnice x + px+q=0sproměnnou xnějakékladnéreálnéřešení x 0, pak pro toto řešení musí platit 4qx 0 p. ŠnEk zadal Rasťovi netradiční soustavu nekonečně mnoha rovnic. Rasťo měl najít taková x, y R, aby rovnice π π sin a=xsin + a + ysin 6 + a bylasplněnáprokaždé a R.Dokážetemupomociasoustavuvyřešit? Po dlouhých letech na Matfyzu Franta pochopil, že algebra je ten obor, který chce studovat, a tak si cvičně vyřešil soustavu a b c =abc, a =(a+b+c),

kde a, b, cjsoureálnáčísla.vyřeštejiivy! Okladnýchreálnýchčíslech a, b, c, dvíme,žesplňujívztah ab+cd=(a+b)(c+d).dokažte,že potom + max(a, b, c, d) 4 (a+b+c+d). Řešení. jarní série. úloha Kája našla na kraji svého sešitu napsanou tuto soustavu pěti rovnic: ab=, bc=, cd=, de=4, ea=6. Pomoztejíjivyřešit,tzn.najdětevšechnypěticečísel a, b, c, d, e,kterésoustavusplňují. Našou úlohou je vyriešiť sústavu rovníc. Najprv vyčíslime jednu neznámu, napríklad a, a potom pomocou rovníc dopočítame hodnoty ostatných neznámych. Všetky hľadané hodnoty sú nenulové, a preto môžeme rovnice medzi sebou ľubovolne kombinovať. Vynásobime prvú, tretiu a piatu rovnicu a tento súčin následne vydelíme druhou a štvrtou rovnicou: `a = (ab)(cd)(ea) = 6 = 9 (bc)(de) 4 4. Poodmocnenízískamedvakorene a,takžecelkovodostávamedveriešenia: j h i h [a, b, c, d, e],,,,4, i ff,,,, 4.. úloha Ferda, Pepův bratranec z druhého kolena, letos oslaví tolikáté narozeniny, kolik je ciferný součet roku, ve kterém se narodil. Kolikpak mu bude? Můžete předpokládat, že Ferda není starší než 00 let. Hnednazačátkusimusímeuvědomit,žeúlohasebudeřešitzvlášťprodvapřípady,atozda seferdanarodilpřed,neboporoce000. () Letopočetmátvar9xy.Hledanývěkje00 9xy=0 0x y.rovnici0 0x y=+9+x+yupravímenatvar 00=x+y. Víme,že x, y < 0.Vidíme,žečísloxmusíbýtsudé,protojeixsudé.Protoženavíc 00 x = y <0,cožpoúpravědává x > 0 00 =7,jenutně x=8.dopočteme y=6. Rok narození Ferdy je 986, oslaví 4. narozeniny.

() Letopočetmátvar00z(pro00nelze).Hledanývěkje00 00z=0 z.zrovnice 0 z=+zspočteme z=4.druhýmožnýroknarozeníje004,oslavilby6.narozeniny.. úloha Najdětevšechnytrojiceprvočísel p, q, r,prokteréplatí p q +=r. Rozebermedvapřípadypodleparity r.bude-li rsudé,pak r=,protožejejedinésudé prvočíslo.zadanárovnicejepaktvaru p q =,atedynemážádnéprvočíselnéřešení. Naopak,bude-li rliché,pak p q jesudé,tedy pjesudé,neboli p=.řešímetedyrovnici q +=r.pokudbybylo q=,pakdostaneme r=5,amámejednořešení(,,5).pokudvšak bude qliché,paksedázapsatvetvaru q=k+pronějaké k {0,,,... },atedyřešíme rovnici k+ +=r. Dokážemeindukcípodle k,ževýraznalevéstranějevždydělitelnýtřemi.pro k=0máme.nynípředpokládejme,že k+ +=lpronějaké l Nadokažme,že (k+)+ +. Počítejme: (k+)+ += k+ +=4 k+ +=4( k+ +) =4(l) =(4l ). Proto (k+)+ +=r.jelikožtedyvždydělí r,musíbýt r=.pakdostaneme q=, což není prvočíslo. Jediná trojice prvočísel vyhovující zadané rovnici je(,, 5). 4. úloha Vyřešte soustavu rovnic a 5 = b+b 5, b 5 = c+c 5,. y 5 = z+ z 5, z 5 = a+a 5. Pokud všechny rovnice sečteme, získáme následující rovnost: a 5 + b 5 + +z 5 = a+b+ +z+ a 5 + b 5 + +z 5, 0=a+b+ +z. Dokážeme,žeztétorovnostiužplyne,žejedinéřešenísoustavyje a=b= =z=0. Prosporpředpokládejme,žeexistujeřešení,vekterémjealespoňjednozčísel a, b,..., z(búno třeba z,soustavajecyklická)kladné.ze z >0apředposlednírovniceplyne y 5 = z 5 + z >0, odkud dostáváme y > 0(pátá mocnina zachovává znaménko). Stejným argumentem(použitím předpředposlednírovnice)obdržímezy>0inerovnost x >0,ztézaseplyne w >0atd.atd. ažpo a > 0.Součetkladnýchčíseljeovšemkladnéčíslo(a+b+ +z > 0),cožjespor spředpokladem a+b+ +z=0.vpřípadě z <0postupujemeanalogicky zjistíme,že y <0 atd.jedinémožnéřešenísoustavyjetedy a=b= =z=0,kterérovnicímzřejměvyhovuje.

Jiné řešení Předpokládejme,žeje a >0,atedyjsoupodleúvahvýšeivšechnyostatníneznámékladné. Zprvnírovnice a 5 = b+b 5 plyne a 5 > b 5 (a 5 jeoproti b 5 většíokladnéčíslo b),atedyia > b. Toutéžúvahouprodruhourovnicizískámenerovnost b > c,protřetípak c > datd.atd.až zposlednírovnicezjistíme,že z > a.taktojsmesestaviliřetěznerovností a > b > > z > a, kterýovšemvedekesporu a > a.případ a <0sezaserozeberevelmipodobně.Musítedyplatit a=0,zčehožjižsnadnozískámejedinéřešení a=b= =z=0. 5. úloha Dokažte,žepokudmárovnice x + px+q=0sproměnnou xnějakékladnéreálnéřešení x 0, pak pro toto řešení musí platit 4qx 0 p. Předpokládejme,že x 0 jenějakéreálnéřešenírovnice x + px+q =0.Pakje x 0 rovněž řešenímkvadratickérovnice x 0 x +px+q=0.abymělakvadratickárovnicereálnéřešení,musí být její diskriminant větší nebo roven 0, v našem případě tedy z čehož ihned plyne dokazovaná nerovnost. D=p 4qx 0 0, 6. úloha ŠnEk zadal Rasťovi netradiční soustavu nekonečně mnoha rovnic. Rasťo měl najít taková x, y R, aby rovnice π π sin a=xsin + a + ysin 6 + a bylasplněnáprokaždé a R.Dokážetemupomociasoustavuvyřešit? Znekonečněmnoharovnicvyberemedvěspeciální.Jednuzískámedosazením a = π a druhoudosazením a= π 6.Prvnírovnicenámdávápodmínku a druhá dává podmínku =sin π = x 0+ysin π = y y= =sin π π = xsin + y 0= 6 x x=. Pokudmánějakádvojicečísel x, yřešitvšechnekonečněmnohorovnic,můžetobýtjedině tato, ale potřebujeme ještě ověřit, že nalezená dvojice skutečně řeší všechny rovnice. K tomu námbudestačitrovnostsin( π + a)=cos aaznámývztahsin(α+β)=sin αcos β+cos αsin β. Upravujme: π sin + a + π sin 6 + a = cos a+ «cos a+ sin a =sin a, čímž jsme ověřili, že nalezená dvojice je skutečně řešením.

7. úloha Po dlouhých letech na Matfyzu Franta pochopil, že algebra je ten obor, který chce studovat, a tak si cvičně vyřešil soustavu kde a, b, cjsoureálnáčísla.vyřeštejiivy! a b c =abc, a =(a+b+c), Podle Dominika Lachmana: První rovnici si upravíme do vhodného součinového tvaru. a (b+c) +b c+bc =abc, (a b c) a + a(b+c)+(b+c) +bc(b+c a)=0, / (a b c) a + b + c + ab+ac bc =0, (a b c) (a+b) +(a+c) +(b c) =0. Ze součinového tvaru je vidět, že rovnost nastane právě tehdy, je-li splněna aspoň jedna zpodmínek a=b+cnebo a=b=c.tytopodmínkyrozeberemezvlášť..podmínka: a=b+c Podosazenídodruhéhovztahuzezadánídostanemerovnici a =4a,jejížkořenyjsou0a4. Vztahy0=a=b+ca4=a=b+curčujířešení(0, c, c)a(4,4 c, c),kde c R.podmínka: a=b=c Dosazenímdodruhérovnicezezadánídostanemerovnici a = a,kterévyhovují0a. Řešenítétovětve(přiaplikování a=b=c)jsou:(0,0,0)a(,,). Zkoušky nejsou nutné, protože řešení vždy splňují některou z podmínek a = b+c nebo a=b=c,čímžvyhovujíprvnírovnicizezadání,adálesplňujíodvozenévztahy a =4anebo a = a,takževyhovujíidruhérovnici.řešení(0,0,0)jejižobsaženov(0, c, c). Závěr:množinavšechřešeníje {(,,),(0, c, c),(4,4 c, c)}, c R. 8. úloha Okladnýchreálnýchčíslech a, b, c, dvíme,žesplňujívztah ab+cd=(a+b)(c+d).dokažte,že potom + max(a, b, c, d) 4 (a+b+c+d). První řešení(podle Ivana Borsenca): SečtenímAG-nerovností(a+b) 4aba(c+d) 4cddostaneme (a+b) +(c+d) 4(ab+cd)=4(a+b)(c+d),

což upravíme nejdříve na rozdíl čtverců a následně na součin dvou závorek. (a+b) (c+d) (c+d) 0, (a+b) (+ )(c+d) (a+b) ( )(c+d) 0. Bezújmynaobecnostimůžemepředpokládat a+b c+d >( )(c+d),cožjeekvivalentní s tím, že pravá závorka z předchozího součinu je kladná. Tím pádem je druhá závorka nezáporná: Přepišme si nerovnost do podoby dostaneme požadovaný výsledek. + + (a+b) (+ )(c+d) 0. + (a+b) c+d.vkombinacisnerovností max(a, b, c, d) a+b max(a, b, c, d) a+b+ max(a, b, c, d) max(a, b, c, d) Druhé řešení(podle Radka Marcini): Nejprve označíme s=a+b+c+d, + + (a+b) a+b+c+d, (a+b+c+d), + + 4 (a+b+c+d). f= a+b a g= c+d. Ztohotoihneddostáváme f+ g= s,aprotožejsou f,resp. garitmeticképrůměry aab, resp. cad,platínerovnost max(a, b, c, d) max(f, g). Dále využijeme dvě AG-nerovnosti. f= a+b ab a g= c+d cd, f + g ab+cd. Nyní vezmeme předpoklad (a+b)(c+d) = ab+cd ze zadání a pomocí něj a předchozí nerovnosti vytvoříme nerovnici, ve které vystupují pouze f a g. f + g ab+cd=(a+b)(c+d)=(f)(g)=4fg, (f+ g) 6fg. Dosadíme f+ g= s. s s 4 =6f f.

Z toho získáme po úpravě kvadratickou nerovnici 6f fs+ s 4 0 a pomocí této kvadratické nerovnice získáme vztah mezi f a s. f, = s ± 9s 6s ± = s 4 + f s 4 nebo f s 4. Druhý případ se na první pohled tváří nepříjemně, jenže z něj obratem dostaneme první případ(tentokrát v proměnné g). g= s f s s 4 Při použití nerovnosti ukázané na začátku dostáváme což jsme chtěli dokázat. = s max(a, b, c, d) max(f, g) s + 4. + 4,