Номер 14.12, страница 124 - гдз по алгебре 11 класс учебник Мерзляк, Номировский

Авторы: Мерзляк А. Г., Номировский Д. А., Полонский В. Б., Якир М. С.
Тип: Учебник
Издательство: Просвещение
Год издания: 2016 - 2025
Уровень обучения: базовый
Цвет обложки: синий, зелёный
Допущено Министерством просвещения Российской Федерации
Математика. Алгебра и начала математического анализа
Популярные ГДЗ в 11 классе
Упражнения. § 14. Перестановки. Размещения. Глава 3. Элементы комбинаторики. Бином Ньютона - номер 14.12, страница 124.
№14.12 (с. 124)
Учебник. №14.12 (с. 124)
скриншот условия

14.12. Решите в натуральных числах уравнение:
1) $A_x^2 = 20$;
2) $A_x^5 = 18 \cdot A_{x-2}^4$;
3) $\frac{A_x^3 + 3A_x^2}{P_{x+1}} = \frac{1}{2}$.
Решение. №14.12 (с. 124)


Решение 2. №14.12 (с. 124)
1) $A_x^2 = 20$
По определению числа размещений $A_n^k = \frac{n!}{(n-k)!}$. В нашем случае $n=x$ и $k=2$.
$A_x^2 = \frac{x!}{(x-2)!} = \frac{x(x-1)(x-2)!}{(x-2)!} = x(x-1)$.
Условие задачи заключается в решении в натуральных числах, а для существования $A_x^2$ необходимо, чтобы $x \ge 2$. Таким образом, мы ищем натуральные решения при $x \ge 2$.
Подставим выражение для $A_x^2$ в уравнение:
$x(x-1) = 20$
Раскроем скобки и получим квадратное уравнение:
$x^2 - x - 20 = 0$
Решим это уравнение. По теореме Виета, сумма корней равна $1$, а их произведение равно $-20$. Корнями являются числа $5$ и $-4$.
$x_1 = 5$, $x_2 = -4$.
Корень $x_1 = 5$ является натуральным числом и удовлетворяет условию $x \ge 2$.
Корень $x_2 = -4$ не является натуральным числом, следовательно, не является решением задачи.
Ответ: $x=5$.
2) $A_x^5 = 18 \cdot A_{x-2}^4$
Запишем выражения для размещений, используя формулу $A_n^k = n(n-1)...(n-k+1)$:
$A_x^5 = x(x-1)(x-2)(x-3)(x-4)$
$A_{x-2}^4 = (x-2)(x-3)(x-4)(x-5)$
Определим область допустимых значений (ОДЗ) для $x$. Для существования $A_x^5$ необходимо $x \ge 5$. Для $A_{x-2}^4$ необходимо $x-2 \ge 4$, то есть $x \ge 6$. Так как решения должны быть натуральными, ОДЗ: $x \in \mathbb{N}$, $x \ge 6$.
Подставим выражения в уравнение:
$x(x-1)(x-2)(x-3)(x-4) = 18 \cdot (x-2)(x-3)(x-4)(x-5)$
Так как $x \ge 6$, то множители $(x-2)$, $(x-3)$ и $(x-4)$ не равны нулю. Мы можем разделить обе части уравнения на произведение $(x-2)(x-3)(x-4)$:
$x(x-1) = 18(x-5)$
Раскроем скобки и приведем подобные слагаемые:
$x^2 - x = 18x - 90$
$x^2 - 19x + 90 = 0$
Решим квадратное уравнение. По теореме Виета, сумма корней равна $19$, а произведение $90$. Легко подобрать корни: $x_1 = 9$ и $x_2 = 10$.
Оба корня $x=9$ и $x=10$ являются натуральными числами и удовлетворяют ОДЗ ($x \ge 6$).
Ответ: $x=9, x=10$.
3) $\frac{A_x^3 + 3A_x^2}{P_{x+1}} = \frac{1}{2}$
Используем определения размещений $A_x^k$ и перестановок $P_n$:
$A_x^3 = \frac{x!}{(x-3)!} = x(x-1)(x-2)$
$A_x^2 = \frac{x!}{(x-2)!} = x(x-1)$
$P_{x+1} = (x+1)!$
ОДЗ для $x$: для $A_x^3$ необходимо $x \ge 3$. Для $A_x^2$ необходимо $x \ge 2$. Поскольку ищем натуральные решения, получаем $x \in \mathbb{N}$, $x \ge 3$.
Преобразуем числитель дроби:
$A_x^3 + 3A_x^2 = x(x-1)(x-2) + 3x(x-1)$
Вынесем общий множитель $x(x-1)$ за скобки:
$x(x-1)[(x-2) + 3] = x(x-1)(x+1)$
Подставим полученное выражение в исходное уравнение:
$\frac{x(x-1)(x+1)}{(x+1)!} = \frac{1}{2}$
Используем свойство факториала $(x+1)! = (x+1) \cdot x \cdot (x-1) \cdot (x-2)!$ и сократим дробь:
$\frac{x(x-1)(x+1)}{(x+1)x(x-1)(x-2)!} = \frac{1}{2}$
После сокращения получаем:
$\frac{1}{(x-2)!} = \frac{1}{2}$
Отсюда следует, что $(x-2)! = 2$.
Мы знаем, что $2! = 2$. Следовательно:
$x-2 = 2$
$x = 4$
Полученный корень $x=4$ является натуральным числом и удовлетворяет ОДЗ ($x \ge 3$).
Ответ: $x=4$.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Мы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по алгебре за 11 класс, для упражнения номер 14.12 расположенного на странице 124 к учебнику 2016 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по алгебре к упражнению №14.12 (с. 124), авторов: Мерзляк (Аркадий Григорьевич), Номировский (Дмитрий Анатольевич), Полонский (Виталий Борисович), Якир (Михаил Семёнович), ФГОС (старый) базовый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.