Олимпиадные задачи по теме «Графики и ГМТ на координатной плоскости» - сложность 3-4 с решениями

Три спортсмена стартовали одновременно из точки <i>A</i> и бежали по прямой в точку <i>B</i> каждый со своей постоянной скоростью. Добежав до точки <i>B</i>, каждый из них мгновенно повернул обратно и бежал с другой постоянной скоростью к финишу в точке <i>A</i>. Их тренер бежал рядом и все время находился в точке, сумма расстояний от которой до участников забега была наименьшей. Известно, что расстояние от <i>A</i> до <i>B</i> равно 60 м и все спортсмены финишировали одновременно. Мог ли тренер пробежать меньше 100 м?

Найдите наименьшее значение  <i>x</i>² + <i>y</i>²,  если  <i>x</i>² – <i>y</i>² + 6<i>x</i> + 4<i>y</i> + 5 = 0.

Семь лыжников с номерами 1, 2, ... , 7 ушли со старта по очереди и прошли дистанцию – каждый со своей постоянной скоростью. Оказалось, что каждый лыжник ровно дважды участвовал в обгонах. (В каждом обгоне участвуют ровно два лыжника – тот, кто обгоняет, и тот, кого обгоняют.) По окончании забега должен быть составлен протокол, состоящий из номеров лыжников в порядке финиширования. Докажите, что в забеге с описанными свойствами может получиться не более двух различных протоколов.

На плоскости даны оси координат с одинаковым, но не обозначенным масштабом и график функции <center><i>

y= sin x, x<img align="absmiddle" src="/storage/problem-media/111925/problem_111925_img_2.gif"></i>(0<i>;α</i>)<i>.

</i></center> Как с помощью циркуля и линейки построить касательную к этому графику в заданной его точке, если: а)<i> α<img align="absmiddle" src="/storage/problem-media/111925/problem_111925_img_2.gif"></i>(<i><img align="absmiddle" src="/storage/problem-media/111925/problem_111925_img_3.gif">;π</i>); б)<i> α<img align="absmiddle" src="/storage/problem-media/111925/problem_111925_img_2.gif">&...

Многочлен <i>P</i>(<i>x</i>) с действительными коэффициентами таков, что уравнение  <i>P</i>(<i>m</i>) + <i>P</i>(<i>n</i>) = 0  имеет бесконечно много решений в целых числах <i>m</i> и <i>n</i>.

Докажите, что у графика  <i>y = P</i>(<i>x</i>)  есть центр симметрии.

На оси <i>Ox</i> произвольно расположены различные точки  <i>X</i>₁, ..., <i>X_n</i>,  <i>n</i> ≥ 3.  Построены все параболы, задаваемые приведёнными квадратными трёхчленами и пересекающие ось <i>Ox</i> в данных точках (и не пересекающие ееё в других точках). Пусть  <i>y = f</i>₁(<i>x</i>),  ...,  <i>y = f_m</i>(<i>x</i>)  – соответствующие параболы. Докажите, что парабола  <i>y = f</i>₁(<i>x</i>) + ... + <i>f_m</i>(<i>x</i>)  пересекает ось <i>Ox</i> в двух точках.

Дана функция<i> f</i>(<i>x</i>)<i> = | </i>4<i> - </i>4<i>|x|| - </i>2. Сколько решений имеет уравнение<i> f</i>(<i>f</i>(<i>x</i>))<i> = x </i>?

Дана последовательность неотрицательных чисел<i> a₁ </i>,<i> a₂ </i>,<i> a_n </i>. Для любого<i> k </i>от 1 до<i> n </i>обозначим через<i> m_k </i>величину <center><i>

<img src="/storage/problem-media/109710/problem_109710_img_2.gif">_l=</i>1<i>,</i>2<i>,..,k <img src="/storage/problem-media/109710/problem_109710_img_3.gif">.

</i></center> Докажите, что при любом<i> α></i>0число тех<i> k </i>, для которых<i> m_k>α </i>, меньше, чем<i>a₁+...

Прямые, параллельные оси <i>Ox</i>, пересекают график функции  <i>y = ax</i>³ + <i>bx</i>² + <i>cx + d</i>:  первая – в точках <i>A, D</i> и <i>E</i>, вторая – в точках <i>B, C</i> и <i>F</i> (см. рис.). Докажите, что длина проекции дуги <i>CD</i> на ось <i>Ox</i> равна сумме длин проекций дуг <i>AB</i> и <i>EF</i>. <div align="center"><img src="/storage/problem-media/109668/problem_109668_img_2.gif"></div>

Внутри параболы  <i>y = x</i>²  расположены несовпадающие окружности ω₁, ω₂, ω₃, ... так, что при каждом <i>n</i> > 1 окружность ω_<i>n</i> касается ветвей параболы и внешним образом окружности ω_<i>n</i>–1 (см. рис.). Найдите радиус окружности σ₁₉₉₈, если известно, что диаметр ω₁ равен 1 и она касается параболы в её вершине. <div align="center"><img src="/storage/problem-media/109664/problem_109664_img_2.gif"></div>

Докажите, что любую функцию, определённую на всей оси, можно представить в виде суммы двух функций, график каждой из которой имеет ось симметрии.

Сколько корней имеет уравнение<i> sin x=x/</i>100?

а) Известно, что область определения функции  <i>f</i>(<i>x</i>)  – отрезок  [–1, 1]  и  <i>f</i>(<i>f</i>(<i>x</i>)) = – <i>x</i>  при всех <i>x</i>, а её график является объединением конечного числа точек и интервалов. Нарисовать график такой функции <i>f</i>(<i>x</i>). б) Можно ли это сделать, если область определения функции – интервал  (–1, 1)?  Вся числовая ось?

Даны такие действительные числа  <i>a</i>₁ ≤ <i>a</i>₂ ≤ <i>a</i>₃  и  <i>b</i>₁ ≤ <i>b</i>₂ ≤ <i>b</i>₃,  что <div align="CENTER"><i>a</i>₁ + <i>a</i>₂ + <i>a</i>₃ = <i>b</i>₁ + <i>b</i>₂ + <i>b</i>₃,   <i>a</i>₁<i>a</i>₂ + <i>a</i>₂<i>a</i><s...

В круглый бокал, осевое сечение которого — график функции<i>y</i>=<i>x</i>⁴, опускают вишенку — шар радиуса<i>r</i>. При каком наибольшем<i>r</i>шар коснется нижней точки дна? (Другими словами, каков максимальный радиус<i>r</i>круга, лежащего в области<i>y</i>$\ge$<i>x</i>⁴и содержащего начало координат?)

Докажите, что на графике функции  <i>y = x</i>³ можно отметить такую точку <i>A</i>, а на графике функции  <i>y = x</i>³ + |<i>x</i>| + 1  – такую точку <i>B</i>, что расстояние <i>AB</i> не превышает ¹/₁₀₀.

Верно ли, что на графике функции  <i>y = x</i>³  можно отметить такую точку <i>A</i>, а на графике функции  <i>y = x</i>³ + |<i>x</i>| + 1  – такую точку <i>B</i>, что расстояние <i>AB</i> не превысит ¹/₁₀₀?

На координатной плоскости <i>xOy</i> построена парабола  <i>y = x</i>².  Затем начало координат и оси стёрли.

Как их восстановить с помощью циркуля и линейки (используя имеющуюся параболу)?

На какое максимальное число частей могут разбить координатную плоскость <i>xOy</i> графики 100 квадратных трехчлёнов вида

<i>y = a_nx</i>² + <i>b_nx + c_n</i>  (<i>n</i> = 1, 2, ..., 100)?

Существует ли функция, график которой на координатной плоскости имеет общую точку с любой прямой?

В квадратном уравнении  <i>x</i>² + <i>px + q</i>  коэффициенты <i>p, q</i> независимо пробегают все значения от –1 до 1 включительно.

Найти множество значений, которые при этом принимает действительный корень данного уравнения.

Перед вами часы. Сколько существует положений стрелок, по которым нельзя определить время, если не знать, какая стрелка часовая,

а какая – минутная?

Назовём подмножество $A$ плоскости<i>похожим на прямую</i>, если для некоторой прямой $\ell$ той же плоскости найдётся такое взаимно однозначное соответствие $f\colon\ell\to A$, что для всяких двух точек $X,Y$ на прямой $\ell$ длина отрезка $XY$ отличается от длины отрезка $f(X)f(Y)$ не более, чем на $1$. Верно ли, что любое подмножество плоскости, похожее на прямую, лежит между некоторыми двумя параллельными прямыми?

Можно ли замостить плоскость параболами, среди которых нет равных? (Требуется, чтобы каждая точка плоскости принадлежала ровно одной параболе и чтобы ни одна парабола не переводилась ни в какую другую параболу движением.)

Графики двух квадратных трёхчленов пересекаются в двух точках. В обеих точках касательные к графикам перпендикулярны.

Верно ли, что оси симметрии графиков совпадают?