а) Постройте эскиз графика функции
б) Изобразите на плоскости множество точек для которых при всех x верно неравенство
в) Найдите наибольший радиус круга, лежащего в верхней полуплоскости, касающегося оси абсцисс в начале координат и не имеющего других общих точек с параболой
г) Докажите, что при всех натуральных n.
а) Ясно, что функция определена только при
и при условии
то есть
При таких x преобразуем функцию
Обозначим временно и решим неравенство
Метод интервалов дает ответ
то есть
Если бы мы строили график то он был бы гиперболой с вертикальной асимптотой
и горизонтальной
Поскольку
—
эскиз графика
(несколько подходящих точек поставлены точно) и результат отражения нижней части графика для получения итогового ответа
Ответ: см. рис.
б) Перепишем неравенство в виде
Ясно, что принимает все значения от −1 до 1 включительно. Тогда наименьшее значение левой части равно
а знак можно выбрать так, чтобы результат был отрицательным. Итак, требуется чтобы
И наоборот, выполнения этого неравенства достаточно, чтобы условие
выполнялось всегда. Построим график
и отметим все точки ниже этого графика.
Ответ: (см. рис.).
в) Обозначим центр этого круга за —
или
Эта окружность не должна иметь общих точек с графиком
кроме точки
и этого достаточно — ведь тогда весь круг будет лежать внутри параболы. Попробуем найти их общие точки. Подставим
в уравнение окружности
или
Значит либо (это разрешается), либо
Это уравнение не имеет корней при
имеет корень
при
и имеет другие корни при
Поэтому максимальный радиус круга равен
Ответ:
г) Пусть Если
то
а при
Осталось заметить, что

