Метод мажорант.
Просолупова В.В.
Учитель математики Суджанской сош №1»
В материалах, предлагаемых выпускникам для решения на едином государственном экзамене, есть задачи, требующие специальных методов решения, которые, к сожалению, не изучаются в школе. Один из таких методов-метод мажорант. Красивейший способ решения сложных задач.
- Определение мажоранты функции
- Примеры функций, имеющих мажоранту
- Метод мажорант
- Примеры решения задач методом мажорант
Содержание.
Определение мажоранты функции .
Мажорантой функции f(x) на множестве P называется такое число M, что либо f(x) ≤M для всех x є P, либо f(x) ≥ M для всех x є P .
Примеры функций , имеющих мажоранту.
1.Тригонометрические функции .
f(x)=sin x
-1 ≤ sin x ≤ 1
M=1, M=-1
f(x)=cos x
-1 ≤ cos x ≤ 1
M=1, M=-1
f(x)=sin x
M
M
f(x)=cos x
M
M
2.Квадратичная функция.
f(x)= ax²+bx+c,
(p ; n) -
вершина параболы
M=n=(4ac-b²)/4a
f(x)=-x²-2x
M
M
f(x)=x²- 4x+1
3. Функции, содержащие переменную под знаком модуля.
f(x)=|g(x)|
0 ≤|g(x)|
M=0
M
f(x)=|3-2x|
M
f(x)=|-3ctg(x-2)|
4. Функции, содержащие переменную под знаком корня.
f(x)= √g(x)
0 ≤ √g(x)
M=0
M
f(x)= x
M
f(x)= -2ln(3x-4)+3
В более сложных случаях для того, чтобы определить мажоранту, нужно провести исследование функции , применяя различные методы . При этом можно использовать свойства неравенств, некоторые известные равенства и неравенства, определение возрастающей и убывающей
функций и т. д.
0 и B0) " width="640"
Метод мажорант.
Теорема1. Пусть f(x) и g(x) – некоторые функции, определённые на множестве D. Пусть f(x) ограничена на этом множестве числом А сверху, а g(x) ограничена на этом множестве тем же числом А, но снизу. Тогда уравнение f(x) = g(x) равносильно системе уравнений
Теорема 2. Пусть f(x) и g(x) – некоторые функции, определённые на множестве D. Пусть f(x) и g(x) ограничены на этом множестве снизу (сверху) числами А и В соответственно. Тогда уравнение f(x) + g(x) = A+B равносильно системе уравнений
Теорема 3. Пусть f(x) и g(x) – некоторые неотрицательные функции, определённые на множестве D. Пусть f(x) ограничена сверху ( или снизу) числами А и В соответственно. Тогда уравнение f(x)·g(x)= А·B равносильно системе уравнений (при условии, что A0 и B0)
Примеры решения задач методом мажорант. 1.Найдите мажоранту и область значения функции (Рассмотрим два способа.)
2
+
f(x)=
1
x
3
1. Графический .
Очевидно, E (f) =[3;+∞], М=0
2. Аналитический.
Оценим выражение
0 ≤ x²
1≤ x²+1
3≤
E (f) =[3;+∞], М=0
Очевидно, что графический
способ не всегда удобен, так
как может потребоваться
строить графики очень
сложных функций! Поэтому
мы будем учиться решать
такие задания аналитически!
2
+
1
x
3
2
+
1
x
M
3
2
+
x
1
f(x)=
3
Найдите область значения функции.
Пример.
Решение.
0 ≤ 3sin ² x ≤ 3
1 ≤ 1 + 3sin ² x ≤ 4
0 ≤ log (1+3sin x) ≤ 2
0,25 ≤ 0,5 ≤ 1
E(f) = [ 0,25; 1 ]
Задания для самостоятельной работы.
2
log (1+3sin x)
1
2
0,5
f(x)=
x
1-2
1) f(x) =
4
7
2) f(x) =
log
17+ 16+ lg x
3
2
1
8
( ( 3sinx-cosx+2))
arctg
3) f(x) =
2
4
π
2
log (1+3sin x)
2
2.Решите уравнения.
Пример.
Задания для самостоятельной работы.
-x
x
3 + 3 = log (4 -|x|)
2
1) 2 sinxcosx = sin46º
Решение.
1
а) Так как
≥ 2 , то
a +
2) с os ² (sinx)=1+ log (x ²- 6x+10)
1
a
x
1
10
≥ 2.
+
x
3
1-x
x+1
3) 2 + 2 = - 4x ² - x ²
3
б) 4-|x|≤ 4
Ю
log (4-|x|) ≤ 2.
2
1
1
+
=
4)
1,4
Из а), б) получим
x ² - 4x +29
x ² - 4x +5
-x
м
x
п
п
x = 0
3 + 3 = 2
н
п
log (4-|x|) = 2
п
2
о
1 6 4) cos3x ≤ x +1 3 3 " width="640"
3. Решите неравенства.
Задания для самостоятельной работы.
Пример.
Решение.
Правая часть неравенства
не больше 1, левая –
больше 1, значит, корней
нет.
π
cosx - z ³ ≥ y ² +
y
3
1) 2 - 2cosx + y - x ² -1 ≤0
x ² -2x+2
а) 1 ≤ cosx ≤ 1
2) 2x + 2- x ² ≥ 3
+
2
- ∞ - z ³ ≤ 0
3) x ² + 4x + 6≤
y ² - 6y +10
- ∞ - z ³ ≤ 1
π
π
б) y ² + ≥ 1
6
4) cos3x ≤ x +1
3
3
4.Различные задания
Пример.
Найти наибольшее целое
значение c, при котором
решение неравенства
||2x+4|-7|-13 ≤ 2c ²
удовлетворяет условию
x є [-37;35].
Решение.
-37 ≤ x ≤ 35
-70 ≤ 2x+4 ≤ 74
0 ≤│2x+4│≤ 74
0 ≤ ││2x+4│-7│≤ 67
-13 ≤ ││2x+4│-7│-13 ≤ 54
Для выполнения неравенства,
надо, чтобы -13≤2с²≤54.
То есть наибольшее целое
с=5.
Задания для самостоятельной работы.
1) Найти сумму целых значений
функции
2) Из множества значений функции
удалили целые числа. Сколько
получилось числовых
промежутков?
2
f(x)=3 36cos x -12sinx + 27
sin2x + cos2x
f(x)= 3+ 4arcsin
2
Пример задания группы С (С 3, ЕГЭ 2011).
-|x- 3|
7 · log (6x-x ² -7) ≥ 1
Решите неравенство
Решение.
Так как, левая часть неравенства не больше1, а правая -
равна 1, то
2
-|x-3|
a) 0 7 ≤ 1
б) log (6x-x ² -7)= log (2-(x-3) ² ) ≤ log 2 =1
2
2
2
м
log (6x-x ² -7) =1
п
2
п
н
x = 3
-|x- 3|
п
п
7 = 1
о
0 x п п н п log (x ² -12 |x|+37 ) - log (x ² -12|x|+37 ) ≥ 0 п x ² x ² о 1- 1+ 37 37 " width="640"
Решите самостоятельно задание C3.
1. (2011 г.) cos ²(x+1) · lg(9-2x-x ²) ≥1.
2. ( ЕГЭ 2012. Типовые тестовые задания.
Под редакцией А. Л. Семенова, И. В. Ященко)
м
x
x
25 + 3 · 10 -4 · 4 0
x
п
п
н
п
log (x ² -12 |x|+37 ) - log (x ² -12|x|+37 ) ≥ 0
п
x ²
x ²
о
1-
1+
37
37