Повні розв’язки, як у зошиті. Хочеш розібратися самостійно — під кожним завданням є «Пояснення з репетитором».
§ 22. Частота та ймовірність ви- падкової події
Завдання 1303
Побудова графіків квадратних тричленів
Дано чотири функції, потрібно записати їх рівняння та описати властивості для побудови графіка (параболи): а) y=3x2+3x−1; б) y=2x2−4x+5; в) y=−x2+x−3; г) y=−2x2+3x+2.
Розв’язання
Для пункту а) (y=3x2+3x−1): точка перетину з віссю Oy — (0;−1), вершина xv=−63=−0,5, yv=3(−0,5)2+3(−0,5)−1=−1,75. Графік розкривається вгору.
Для пункту б) (y=2x2−4x+5): точка перетину з віссю Oy — (0;5), вершина xv=44=1, yv=2(1)2−4(1)+5=3. Графік розкривається вгору.
Для пункту в) (y=−x2+x−3): точка перетину з віссю Oy — (0;−3), вершина xv=−−21=0,5, yv=−(0,5)2+0,5−3=−2,75. Графік розкривається вниз.
Для пункту г) (y=−2x2+3x+2): точка перетину з віссю Oy — (0;2), вершина xv=−−43=0,75, yv=−2(0,75)2+3(0,75)+2=2,4375. Графік розкривається вниз.
Відповідь:
а) Парабола з вершиною (−0,5;−1,75), проходить через (0;−1), розкривається вгору. б) Парабола з вершиною (1;3), проходить через (0;5), розкривається вгору. в) Парабола з вершиною (0,5;−2,75), проходить через (0;−3), розкривається вниз. г) Парабола з вершиною (0,75;2,4375), проходить через (0;2), розкривається вниз.
Завдання 1304
Розв'язання квадратних нерівностей
а) x2+2x>0; б) x2−x≥0.
Розв’язання
а) x(x+2)>0. Корені рівняння x2+2x=0 це x1=−2 та x2=0. Оскільки множник при x2 додатний, нерівність виконується за межами коренів: x<−2 або x>0. б) x(x−1)≥0. Корені рівняння x2−x=0 це x1=0 та x2=1. Оскільки знак "більше або дорівнює", корені входять до розв'язку. Нерівність виконується за межами відрізку: x≤0 або x≥1.
Відповідь:
а) x∈(−∞;−2)∪(0;+∞); б) x∈(−∞;0]∪[1;+∞).
Завдання 1305
Розв'язання квадратних нерівностей з розкладанням на множники
Розв'язати дві нерівності: а) x2−3x+2>0; б) x2+5x+6<0.
Розв’язання
Для пункту а) (x2−3x+2>0): розкладаємо на (x−1)(x−2)>0. Корені 1 і 2. Тричлен додатний за межами коренів. Розв'язок: x<1 або x>2.
Для пункту б) (x2+5x+6<0): розкладаємо на (x+2)(x+3)<0. Корені −3 і −2. Тричлен від'ємний між коренями. Розв'язок: −3<x<−2.
Відповідь:
а) x∈(−∞;1)∪(2;+∞); б) x∈(−3;−2).
Завдання 1306
Розв'язання квадратної нерівності
а) 3x2−x−4≥0; б) 5x2−2x−3>0.
Розв’язання
Для пункту а): Дискримінант Δ1=(−1)2−4⋅3⋅(−4)=1+48=49. Корені: x1,2=61±7, отже x1=68=34, x2=6−6=−1. Оскільки коефіцієнт при x2 додатний (3>0), то двочлен додатний поза відрізком між коренями. Відповідь: x<−1 або x≥34.
Для пункту б): Дискримінант Δ2=(−2)2−4⋅5⋅(−3)=4+60=64. Корені: x1,2=102±8, отже x1=1010=1, x2=10−6=−53. Оскільки коефіцієнт при x2 додатний (5>0), то двочлен додатний поза відрізком між коренями. Відповідь: x<−53 або x>1.
Відповідь:
а) x∈(−∞;−1)∪[34;+∞); б) x∈(−∞;−53)∪(1;+∞).
Завдання 1307
Розв'язання квадратних нерівностей
а) −x2+2x−1<0; б) −x2−2x−5>0.
Розв’язання
а) Помножимо обидві частини нерівності на −1 і змінимо знак нерівності: x2−2x+1>0. Перетворимо ліву частину на повний квадрат: (x−1)2>0. Оскільки квадрат будь-якого дійсного числа невід'ємний, а нам потрібні випадки, коли він строго додатний, то x=1.
б) Помножимо обидві частини нерівності на −1 і змінимо знак: x2+2x+5<0. Знайдемо дискримінант рівняння x2+2x+5=0: D=22−4⋅1⋅5=4−20=−16. Оскільки D<0, коренів немає, і парабола повністю лежить над віссю Ox (оскільки старший коефіцієнт +1>0). Тобто x2+2x+5>0 для всіх x.
Відповідь:
а) x∈(−∞;1)∪(1;+∞) (або x=1); б) розв'язків немає (∅).
Завдання 1308
Розв'язання квадратних нерівностей через корені
а) (x−3)(x+5)>0; б) (x+2)(x+7)<0.
Розв’язання
Для пункту а) знайдемо корені рівняння (x−3)(x+5)=0. Отримаємо x1=3 та x2=−5. Оскільки знак нерівності «більше нуля», розв'язок — це обидва проміжки зовні коренів: x<−5 або x>3.
Для пункту б) знайдемо корені рівняння (x+2)(x+7)=0. Отримаємо x1=−2 та x2=−7. Оскільки знак нерівності «менше нуля», розв'язок — це проміжок між меншим і більшим коренем: −7<x<−2.
Відповідь:
а) (−∞;−5)∪(3;+∞); б) (−7;−2).
Завдання 1309
Розв'язання нерівностей з дужками
а) (2x+1)(x+1)>0; б) (3x−2)(2x+3)≥0.
Розв’язання
а) Розкрий дужки або перевір знаки множників. Корені рівняння (2x+1)(x+1)=0: x1=−1, x2=−0,5. Оскільки знак >0, розв'язок — це сума двох проміжків: x<−1 або x>−0,5. б) Корені рівняння (3x−2)(2x+3)=0: x1=32, x2=−1,5. Оскільки знак ≥0, розв'язок — це сума проміжків із включенням коренів: x≤−1,5 або x≥32.
Відповідь:
а) x∈(−∞;−1)∪(−0,5;+∞); б) x∈(−∞;−1,5]∪[32;+∞).
Завдання 1310
Розв'язання нерівностей з переставленими множниками
а) (x−1)(2−x)>0; б) (3+x)(x+7)<0.
Розв’язання
а) Рівняння (x−1)(2−x)=0 має корені x1=1, x2=2. Оскільки множник (2−x) містить мінус, нерівність (x−1)(−(x−2))>0 еквівалентна −(x−1)(x−2)>0, тобто (x−1)(x−2)<0. Розв'язок — проміжок між коренями: 1<x<2. б) Корені рівняння (3+x)(x+7)=0: x1=−3, x2=−7. Оскільки знак <0, розв'язок — проміжок між коренями: −7<x<−3.
а) Нулі: чисельник при x=−3, знаменник при x=7. Знак >0 означає, що x має бути або менше −3, або більше 7. Відповідь: x<−3 або x>7. б) Нулі: чисельник при x=0, знаменник при x=−2. Знак >0: x<−2 або x>0. в) Нулі: чисельник при x=−2, знаменник при x=−3. Знак <0: проміжок між коренями, де функція від'ємна. Оскільки −2>−3, то −3<x<−2. г) Нулі: чисельник при x=3, знаменник при x=0. Знак <0: проміжок між коренями, де функція від'ємна. Оскільки 3>0, то 0<x<3.
Знайти перші п'ять членів послідовності, якщо відомий перший член a1 і різниця d: а) a1=17, d=2; б) a1=0,5, d=10; в) a1=−41, d=41; г) a1=6, d=0.
Розв’язання
Пункт а):a1=17. a2=17+2=19. a3=19+2=21. a4=21+2=23. a5=23+2=25.
Пункт б):a1=0,5. a2=0,5+10=10,5. a3=10,5+10=20,5. a4=20,5+10=30,5. a5=30,5+10=40,5.
Пункт в):a1=−41; a2=−41+41=0; a3=0+41=41; a4=41+41=42=21; a5=21+41=43.
Пункт г):a1=6, d=0. Оскільки різниця дорівнює нулю, всі члени прогресії однакові: 6,6,6,6,6.
Знайти суму Sn перших n членів арифметичної прогресії за формулою Sn=2n(a1+an) або Sn=2n(2a1+(n−1)d), якщо відомі: а) a1=5, d=3, n=31; б) a1=14,5, d=0,7, n=26; в) a1=−23, d=21, n=35; г) a1=111, d=−52, n=56.
Розв’язання
Пункт а): Знайдемо a31=5+(31−1)⋅3=5+90=95. Сума S31=231⋅(5+95)=231⋅100=31⋅50=1550.
Пункт б): Знайдемо a26=14,5+(26−1)⋅0,7=14,5+25⋅0,7=14,5+17,5=32. Сума S26=226⋅(14,5+32)=13⋅46,5=604,5.
Пункт в): Знайдемо a35=−23+(35−1)⋅21=−23+234=231. Сума S35=235⋅(−23+231)=235⋅228=235⋅14=35⋅7=245.
Пункт г): Знайдемо a56=111+(56−1)⋅(−52)=111+55⋅(−0,4)=111−22=89. Сума S56=256⋅(111+89)=256⋅200=56⋅100=5600.
Відповідь:
а) 1550; б) 604,5; в) 245; г) 5600.
Завдання 1317
Кількість членів прогресії за сумами
Сума чотирьох перших членів арифметичної прогресії дорівнює 56, сума чотирьох останніх — 112. Перший член прогресії a1=11. Знайти кількість членів прогресії n.
Розв’язання
Знайдемо четвертий член a4. Сума перших 4 членів: 24(a1+a4)=56⇒2(11+a4)=56⇒11+a4=28⇒a4=17.
Знайдемо різницю d прогресії: a4=a1+3d⇒17=11+3d⇒3d=6⇒d=2.
Сума чотирьох останніх членів (від an−3 до an) дорівнює 24(an−3+an)=112⇒2(an−3+an)=112⇒an−3+an=56.
Виразимо ці члени через a1 і d: an−3=a1+(n−4)d, an=a1+(n−1)d. Підставимо: (11+(n−4)⋅2)+(11+(n−1)⋅2)=56.
Сума першого (a1) і п'ятого (a5) членів зростаючої арифметичної прогресії дорівнює 14. Добуток другого (a2) її члена на четвертий (a4) дорівнює 45. Потрібно знайти кількість членів n, при якій сума перших n членів дорівнює 24.
Розв’язання
За умовою a1+a5=14. Оскільки в арифметичній прогресії сума членів, симетричних відносно середини, однакова, то a1+an=a1+a5 (якщо n=5, що неможливо для зростаючої прогресії з додатною сумою 24 при таких початкових даних, але перевіримо логіку). Насправді, використаємо властивість: a1+an=ak+an−k+1. Тут ми маємо a1 і a5. Якщо сума перших n членів дорівнює 24, то 2n(a1+an)=24⇒n(a1+an)=48. Також маємо a2⋅a4=45. Запишемо через a1 і d: (a1+d)(a1+3d)=45. Також a1+a5=a1+(a1+4d)=2a1+4d=14⇒a1+2d=7⇒d=27−a1. Підставимо d у рівняння добутку: (a1+27−a1)(a1+3⋅27−a1)=45. Спростимо перший множник: 22a1+7−a1=2a1+7. Спростимо другий множник: 22a1+21−3a1=221−a1. Добуток: 4(a1+7)(21−a1)=45⇒(a1+7)(21−a1)=180. Розкриємо дужки: −a12+14a1+147=180⇒a12−14a1+33=0. Корені: D=196−132=64, D=8. a1=214±8. Отримуємо a1=11 або a1=3.
Якщо a1=11, то d=27−11=−2 (прогресія спадаюча, але в умові сказано "зростаюча", отже відкидаємо). Якщо a1=3, то d=27−3=2 (прогресія зростаюча, підходить).
Тепер знайдемо n. Сума Sn=24. Формула суми: Sn=2n(2a1+(n−1)d)=n(a1+2n−1d). Підставимо a1=3,d=2: 24=n(3+2n−1⋅2)=n(3+n−1)=n(n+2). Рівняння: n2+2n−24=0. Корені: D=4−4⋅(−24)=100, D=10. n=2−2±10. n1=4, n2=−6 (не підходить, кількість членів має бути натуральною).
Перевірка: прогресія 3,5,7,9. Сума 3+5+7+9=24. Кількість членів 4.