Математика · 2025/26 · Отборочный этап

Уравнение на границе двух оценок

Условие

Решите уравнение

5∣x∣−2+15∣x∣−2=−cos⁡πx2+15^{|x|-2}+\frac{1}{5^{|x|-2}}=-\cos\frac{\pi x}{2}+1

. Если оно имеет более одного корня, то в ответе укажите их произведение.

О задаче · 10 класс · 12 баллов
Олимпиада
Шаг в будущее
Предмет / класс
Математика · 10 класс
Сезон / этап
2025/26 · Отборочный этап
Комплект
Вариант 1 · задача 6
Официальные баллы12 баллов
Сложность Popov Academy2/5 · предварительно

Для подготовки: 10 класс.

Записать идею

Личный черновик для заметок и расчётов. Он никуда не отправляется и не проверяется.

Подсказка 1

Для положительного tt всегда t+1/t≥2t+1/t\ge2. Примените это к левой части.

Подсказка 2

Правая часть не превосходит 22. Равенство возможно лишь тогда, когда обе части одновременно равны 22.

Разобрать решение по шагам
01

Оцениваем обе части

Положим t=5∣x∣−2>0t=5^{|x|-2}>0. Поскольку

(t−1/t)2=t+1t−2≥0,(\sqrt t-1/\sqrt t)^2=t+\frac1t-2\ge0,

левая часть не меньше 22, причём равенство достигается только при t=1t=1. С другой стороны, −1≤cos⁡(πx/2)≤1-1\le\cos(\pi x/2)\le1, поэтому 1−cos⁡(πx/2)≤21-\cos(\pi x/2)\le2.

02

Находим и проверяем корни

Для равенства частей необходимо 5∣x∣−2=15^{|x|-2}=1, откуда ∣x∣=2|x|=2 и x=±2x=\pm2. В обоих случаях cos⁡(πx/2)=−1\cos(\pi x/2)=-1, поэтому обе части действительно равны 22. Другие корни исключены оценками. Произведение равно (−2)⋅2=−4(-2)\cdot2=-4.

Ответ

Корни: x=−2x=-2 и x=2x=2. Ответ: −4-4.

Главная идея

Сравнить диапазоны обеих частей и исследовать случай равенства.

Как заметить эту идею в другой задаче

Сумма положительного числа и обратного ему соседствует с ограниченной тригонометрической функцией.

Возможная ошибка

Из одной лишь оценки нельзя сразу выписать ответ: найденные значения нужно подставить и в правую часть.

Источник и примечания

Официальный источник

PDF организатора · страницы 3 · задача 6 ↗

Шаг в будущее · 2025/26 · математика · 10 класс · отборочный этап · вариант 1.

Авторский разбор Popov Academy.

Можете объяснить решение своими словами?

Продолжить тему: Уравнения и системы →
Учебная схема