Гроб номер 4

топ 100 блогов svyatogorodski — 23.01.2024 В продолжение поста о списке гробов от Тани Ховановой.

Задача номер 4. Решите в действительных числах уравнение 2(2y-1)1/3=y3+1.

Здесь тоже можно попробовать избавиться от иррациональностей, возведя в куб, но получим уравнение девятой степени... Это слишком. Ок, попробуем посмотреть на графики z=2(2y-1)1/3 и z=y3+1, чтобы найти точки пересечения. Второй -- обычная кубическая парабола  z=y3,сдвинутая на один вверх, а первый -- она же на боку, т.е. с заменой осей y и z -- z=y1/3, сдвинутая на один и растянутая по осям (в два раза по одной и сжатая в два раза по другой). Во-первых уже видно, что пересечений, скорее всего, три, во-вторых, можно заметить, что параболы почти симметричны, и можно сделать их совсем симметричными, если переписать уравнение как (2y-1)1/3=(y3+1)/2 -- функции z=f(y)=(2y-1)1/3 и z=g(y)=(y3+1)/2 обратны, т.е. f(y)=z равносильно g(z)=y, их графы симметричны относительно диагонали y=z, а наше уравнение может быть записано как система z=g(y) и y=g(z) из двух кубических уравнений. Отсюда сразу понятно, что любое решение уравнения y=g(y) также решит и систему, а значит, решит и наше уравнение. Вопрос, есть ли еще решения, пока не до конца ясен (судя по графикам -- нет).

Начнем с первого шага. Уравнение y=g(y) дает кубическое уравнение y3-2y+1=0. Рациональный корень должен быть плюс или минус один (см. гроб номер раз), и таки 1 -- корень. Делим на y-1, получаем y2+y-1=0 и находим еще два корня. Почему кроме этих трех других нет? Могло бы быть, что g(g(y))=y, но g(y)≠y ? Короткий трюк у Ховановой показывает, что нет -- функция g(y) монотонна, т.е. y≤g(y)≤g(g(y)) и равенство возможно только при y=g(y). Если мы это не заметили, то не беда, на этом этапе задача уже несложная и имеет не одно решение. Можно, например, проанализировать, где эти функции убывают, выпуклые, и т.д., т.е. решить способами матанализа и производных. Подробности я опущу.

P.S. Домашнее задание. Задача номер 5. Решите уравнение (sin(x))7+(1/sin(x))3=(cos(x))7+(1/cos(x))3.

Оставить комментарий

Архив записей в блогах:
Несколько фактов про суд ООН и что может последовать: 1. Международный суд (МС) (не путать с Международным уголовным судом), является высшим судом ООН, в него состав входят 15 судей – которые будут расширены дополнительным судьей от каждой стороны в деле Израиля. 2. МС не может ...
У меня на кухне был-жил кран. Внезапно он осознал свою старость и ветхость, с чего загрустил и начал плакать. Объем грусти доходил до 0,5 литра в сутки которые грозились прорваться к соседям снизу и остаться жить у них на потолке темными пятнами по свежей побелке. Ната боролась с крановой ...
Привет! Если вы бывали в Турции - то наверняка видели/пробовали эти замечательные бублики в кунжуте! Приготовить их дома не составляет большого труда, поэтому очень вам рекомендую повторить и порадовать своих домашних!: На 4 больших бублика: 250-300 г муки 1 с/л сахара 2-3 ст/л ...
У молодой знакомой румынской девчонки папаша, то же румын, мается тут в Бельгии, страдает. Живет, работает, все его раздражает, все тут ненавидит, все не так. Не понимает чужой для него, совершенно дикий мир Западной Фландрии. Год два три живет, срывается, все бросает и уезжает домой, в ...
На Крайнем Севере в большинстве своем с автодорогами сложно. Если зимой на некоторые месторождения еще есть зимники, то летом добраться можно только по воздуху или по воде. Понятное дело, что по воде долго. Так что основным транспортом севера остается наш трудяга-вертолет — МИ-8 и его ...