Как найти количество решений уравнения на отрезке

Видео:Отбор корней по окружностиСкачать

Отбор корней по окружности

Найдите количество решений уравнения f′(x)=0 на отрезке [0;9]

Как найти количество решений уравнения на отрезке

На рисунке изображён график функции $y=f(x)$, определённой на интервале $(-4;10)$. Найдите количество решений уравнения $f'(x)=0$ на отрезке $[0;9]$.

Так как угловой коэффициент касательной $k=tg α=f'(x_0)=0$, то это означает, что касательная к графику данной функции параллельна оси абсцисс.

Как найти количество решений уравнения на отрезке

На отрезке $[0;9]$ построены все три касательные, параллельные оси абсцисс (см. рис.).

Видео:#75 Урок 36. Определение количества решений системы уравнений. Алгебра 7 класс.Скачать

#75 Урок 36. Определение количества решений системы уравнений. Алгебра 7 класс.

Метод подсчёта количества решений

Как найти количество решений уравнения на отрезке

Линейные алгебраические уравнения — одни из самых простых уравнений, которые мы можем решить. Если в уравнении только одна переменная, решение тривиально, в то время как для системы линейных уравнений существует множество способов найти уникальные решения.

В этой статье нас интересует частный случай линейного уравнения с несколькими переменными. Хорошо известно, что подобное уравнение имеет бесконечное число решений. Мы наложим определённые ограничения и в значительной степени сократим количество решений.

Общая форма интересующего нас уравнения:

Как найти количество решений уравнения на отрезке

где n и m — положительные целые числа.

Наша задача — найти число решений этого уравнения, предполагая, что xᵢ являются целыми числами. Это предположение значительно снижает число решений заданного уравнения.

Видео:3,5 способа отбора корней в тригонометрии | ЕГЭ по математике | Эйджей из ВебиумаСкачать

3,5 способа отбора корней в тригонометрии | ЕГЭ по математике | Эйджей из Вебиума

Нам нужен метод

Давайте начнём с частного случая общего уравнения:

Как найти количество решений уравнения на отрезке

Нетрудно найти все решения этого уравнения методом простого счёта. Решения заданы парами (x₁, x₂):

Как найти количество решений уравнения на отрезке

Мы видим, что уравнение имеет шесть решений. Также нетрудно предположить, что, если мы заменим правую часть определённым положительным целым числом m, решения будут выглядеть так:

Как найти количество решений уравнения на отрезке

и мы сможем подсчитать число решений — m+1.

Это было просто, верно?

Теперь возьмём немного более сложный вариант с тремя переменными, скажем:

Как найти количество решений уравнения на отрезке

С несколько большими усилиями, чем в предыдущем примере, находим решения в виде наборов из трёх чисел (x₁, x₂, x₃):

Как найти количество решений уравнения на отрезке

Число решений в этом случае равно 10.

Легко представить, что метод прямого счёта может стать очень утомительным для уравнения с большим количеством переменных. Он также становится утомительным, если целое число в правой части уравнения становится больше — например, если в правой части у нас будет 8, а не 3, решений будет уже 45. Разумеется, не хотелось бы искать все эти решения методом прямого счёта.

Значит, нужен эффективный метод.

Видео:На рисунке изображен график функции. Найдите количество решений уравнения производная=0Скачать

На рисунке изображен график функции. Найдите количество решений уравнения производная=0

Разрабатываем метод

Существует ещё один способ, которым можно решить предыдущие два уравнения. Давайте снова начнём с этого уравнения:

Как найти количество решений уравнения на отрезке

Одним из решений было (5, 0). Давайте преобразуем его в:

Как найти количество решений уравнения на отрезке

Мы разложили решение на нули и единицы, соответствующие каждому числу. Ненулевую часть (в данном случае 5) мы разложили на соответствующее число единиц, а ноль преобразовали в ноль. Таким же образом мы можем разложить и другое решение:

Как найти количество решений уравнения на отрезке

Мы поменяли прежнее расположение нуля, чтобы получить новое решение. Итак, два числа в парах (обозначенные красным и голубым) разделены нулём (чёрный) в разложенном виде. Таким же образом запишем оставшиеся решения:

Как найти количество решений уравнения на отрезке

Записав решения таким образом, видим закономерность. Кажется, все решения — это просто перестановки нулей и единиц. Вопрос о том, сколько существует решений, становится эквивалентным вопросу как много таких перестановок нулей и единиц может быть сделано, начиная с любой из конфигураций.

В данном случае у нас есть 6 местоположений в разложенной конфигурации для размещения нулей и единиц. Мы можем выбрать простейшее решение в качестве начальной конфигурации:

Как найти количество решений уравнения на отрезке

Теперь всё, что нам нужно найти, это общее число способов, которыми можно заполнить шесть местоположений пятью единицами и одним нулём.

Подобные задачи подсчёта мы можем решить различными способами, но наиболее эффективным будет способ, разработанный в такой области математики как комбинаторика, которая даёт нам формулу для числа способов перестановки r объектов в n местоположений:

Как найти количество решений уравнения на отрезке

где n! (читается как “n факториал”) определяется как произведение всех целых чисел от 1 до n, т.е. n! = 1 × 2 × 3 × ⋅ ⋅ ⋅ × n. Мы также определяем 0! = 1.

Эта формула обычно записывается в компактной форме как:

Как найти количество решений уравнения на отрезке

Теперь, возвращаясь к задаче, мы можем использовать эту формулу для нахождения числа способов перестановки пяти единиц в шести местоположениях:

Как найти количество решений уравнения на отрезке

Это то же самое число, что мы получили методом прямого счёта!

Выглядит многообещающе, поэтому давайте проверим, сможем ли мы найти таким способом число решений второго линейного уравнения:

Как найти количество решений уравнения на отрезке

Некоторые решения можно записать в разложенном виде:

Как найти количество решений уравнения на отрезке

В этот раз нам нужно заполнить тремя единицами и двумя нулями пять местоположений. Используя формулу мы можем найти число способов расположения чисел:

Как найти количество решений уравнения на отрезке

И опять то же число, что мы получили методом прямого счёта. Мы можем также найти число решений для нерешённого случая, где в правой части уравнения 8 вместо 3. Одним из решений будет:

Как найти количество решений уравнения на отрезке

а нам нужно найти число способов разместить 8 единиц в 10 местоположениях, и это будет:

Как найти количество решений уравнения на отрезке

как и утверждалось выше.

Если мы уверены в том, что этот метод работает для всех случаев, нам нужна общая формула. Напомним, что общее уравнение имеет вид:

Как найти количество решений уравнения на отрезке

Простейшее решение этого уравнения:

Как найти количество решений уравнения на отрезке

Поскольку существует n переменных, количество нулей в этом решении равно n-1. Таким образом, разложение выглядит так:

Как найти количество решений уравнения на отрезке

В разложенной конфигурации видим m и n-1 нулей (как утверждалось выше).

Следовательно, общее число местоположений, которые нужно заполнить, равно (m+n-1). Единственное, что остаётся — найти число способов, которыми можно заполнить m+n-1 местоположений m единиц, что определяется по формуле:

Видео:Находим решение тригонометрического уравнения на целочисленном отрезке Алгебра 10 классСкачать

Находим решение тригонометрического уравнения на целочисленном отрезке Алгебра 10 класс

На рис. изображён график функции y=F (x)

323077. На рисунке изображён график функции y=F (x) — одной из первообразных некоторой функции f (x), определённой на интервале (–3;5). Пользуясь рисунком, определите количество решений уравнения f (x)=0 на отрезке [–2;4].

Как найти количество решений уравнения на отрезке

Необходимо определить сколько имеется точек на данном графике, в которых F′(x) = 0. Мы знаем, что производная равна нулю в тех точках, где касательная к графику функции параллельна оси ох. Покажем эти точки на интервале [–2;4]:

Как найти количество решений уравнения на отрезке

Это точки экстремума данной функции F (x). Их десять.

📸 Видео

Находим решение тригонометрического уравнения на интервале Алгебра 10 классСкачать

Находим решение тригонометрического уравнения на интервале Алгебра 10 класс

Сколько решений имеет лог. уравнение (!(A *B) + C) IMP (!A * !B + D) = 1. Информатика, ЕГЭ, логикаСкачать

Сколько решений имеет лог. уравнение (!(A *B) + C) IMP (!A * !B + D) = 1. Информатика, ЕГЭ, логика

Три способа отбора корней в задании 13 ЕГЭ профильСкачать

Три способа отбора корней в задании 13 ЕГЭ профиль

Задание №13. Как отбирать корни в тригонометрической окружности? 🤔Скачать

Задание №13. Как отбирать корни в тригонометрической окружности? 🤔

Выборка с помощью окружностиСкачать

Выборка с помощью окружности

Нахождение корней уравнения, принадлежащих промежуткуСкачать

Нахождение корней уравнения, принадлежащих промежутку

Задача 7 ЕГЭ на производную и первообразную #29Скачать

Задача 7 ЕГЭ на производную и первообразную #29

Тригонометрические уравнения. ЕГЭ № 12 | Математика | TutorOnline tutor onlineСкачать

Тригонометрические уравнения. ЕГЭ № 12 | Математика | TutorOnline tutor online

Уравнение. Практическая часть - решение задачи. 1 часть. 5 класс.Скачать

Уравнение. Практическая часть - решение задачи. 1 часть. 5 класс.

Решение тригонометрических уравнений. Подготовка к ЕГЭ | Математика TutorOnlineСкачать

Решение тригонометрических уравнений. Подготовка к ЕГЭ | Математика TutorOnline

Найдите количество решений уравнения на рисунке | #shorts #репетиторство #егэ #огэ #гиа #математикаСкачать

Найдите количество решений уравнения на рисунке | #shorts #репетиторство #егэ #огэ #гиа #математика

Алгебра 7 класс. 19 сентября. Числовые промежуткиСкачать

Алгебра 7 класс. 19 сентября. Числовые промежутки

Задание 8 ЕГЭ профиль Найдите количество решений уравнения производная равна нулю.Скачать

Задание 8 ЕГЭ профиль Найдите количество решений уравнения производная равна нулю.

Производная: секретные методы решения. Готовимся к ЕГЭ | Математика TutorOnlineСкачать

Производная: секретные методы решения. Готовимся к ЕГЭ | Математика TutorOnline

СЛОЖИТЕ ДВА КОРНЯСкачать

СЛОЖИТЕ ДВА КОРНЯ
Поделиться или сохранить к себе: