10класс

Самостоятельная работа 2 Вариант 2, ГДЗ по алгебре за 10 класс к самостоятельным работам Мерзляка

Самостоятельные работы. С-2. Конечные и бесконечные множества. Самостоятельная работа 2 Вариант 2
1. Докажите, что множество точек сторон треугольника и множество точек вписанной в этот треугольник окружности равномощны.

Пусть \(O\) — центр вписанной окружности, точка пересечения биссектрис. Через \(A\) обозначим множество точек сторон треугольника, через \(B\) — множество точек окружности.

Каждой точке \(X\) множества \(A\) ставим в соответствие ту точку \(X_1\) множества \(B\), которая лежит на луче \(OX\).

Точка \(O\) лежит внутри треугольника, а треугольник — фигура выпуклая, поэтому каждый луч с началом в точке \(O\) пересекает стороны треугольника ровно в одной точке и окружность — тоже ровно в одной точке.

Значит, каждой точке множества \(A\) отвечает единственная точка множества \(B\); задействованы и все точки множества \(B\): луч \(OX_1\) даёт ту единственную точку \(X\) сторон треугольника, которой соответствует точка \(X_1\).

Соответствие взаимно однозначное, поэтому множества равномощны.

Ответ: множество точек сторон треугольника и множество точек вписанной в этот треугольник окружности равномощны.

2. Каких натуральных чисел больше: пятизначных чисел или нечётных шестизначных чисел, кратных числу 5?

Число, кратное числу \(5\), оканчивается цифрой \(0\) или цифрой \(5\), причём числа, оканчивающиеся нулём, чётные. Значит, нечётные шестизначные числа, кратные числу \(5\), — это в точности шестизначные числа, оканчивающиеся цифрой \(5\).

Через \(A\) обозначим множество пятизначных чисел, через \(B\) — множество таких шестизначных чисел.

Каждому числу \(\overline{abcde}\) множества \(A\) ставим в соответствие число \(\overline{abcde}5\): оно шестизначное, поскольку первая цифра \(a\) отлична от нуля, и оно оканчивается цифрой \(5\):

\[\begin{array}{cccccc} 10\,000, & 10\,001, & 10\,002, & \ldots, & 99\,998, & 99\,999 \\ \updownarrow & \updownarrow & \updownarrow & & \updownarrow & \updownarrow \\ 100\,005, & 100\,015, & 100\,025, & \ldots, & 999\,985, & 999\,995 \end{array}\]

Задействованы и все элементы множества \(B\): зачеркнув в таком шестизначном числе последнюю цифру, получаем то пятизначное число, которому оно соответствует.

Соответствие взаимно однозначное, поэтому \(n\,(A) = n\,(B)\).

Проверка: пятизначных чисел \(99\,999 - 10\,000 + 1 = 90\,000\); нечётные шестизначные числа, кратные числу \(5\), — это \(100\,005,\ 100\,015,\ \ldots,\ 999\,995\), и их \((999\,995 - 100\,005) : 10 + 1 = 90\,000\).

Ответ: пятизначных чисел и нечётных шестизначных чисел, кратных числу \(5\), поровну.

3. В школе технического творчества 47 учащихся посещают авиамодельный кружок или кружок робототехники. Известно, что 20 учащихся посещают оба кружка. Докажите, что в работе хотя бы одного из кружков принимают участие не менее 34 учащихся.

Через \(A\) обозначим множество учащихся авиамодельного кружка, через \(B\) — кружка робототехники. По условию \(n\,(A \cup B) = 47\) и \(n\,(A \cap B) = 20\), поэтому \[n\,(A) + n\,(B) = n\,(A \cup B) + n\,(A \cap B) = 47 + 20 = 67.\]

Предположим противное: в работе каждого из кружков принимают участие меньше \(34\) учащихся. Количество учащихся целое, поэтому \(n\,(A) \leqslant 33\) и \(n\,(B) \leqslant 33\), откуда \(n\,(A) + n\,(B) \leqslant 66\) — противоречие.

Значит, хотя бы одно из чисел \(n\,(A)\) и \(n\,(B)\) не меньше \(34\).

Ответ: в работе хотя бы одного из кружков принимают участие не менее \(34\) учащихся.

4. Докажите, что множество натуральных чисел, кратных числу 3, равномощно множеству натуральных чисел, кратных числу 5.

Через \(A\) и \(B\) обозначим множества натуральных чисел, кратных числам \(3\) и \(5\) соответственно; их элементы имеют вид \(3n\) и \(5n\), где \(n \in \mathbf{N}\).

Каждому числу \(3n\) множества \(A\) ставим в соответствие число \(5n\) множества \(B\):

\[\begin{array}{cccccc} 3, & 6, & 9, & \ldots, & 3n, & \ldots \\ \updownarrow & \updownarrow & \updownarrow & & \updownarrow & \\ 5, & 10, & 15, & \ldots, & 5n, & \ldots \end{array}\]

По числу \(3n\) натуральное число \(n\) восстанавливается однозначно, а с ним и число \(5n\). Задействованы и все элементы множества \(B\): любое кратное числу \(5\) имеет вид \(5n\), и ему отвечает число \(3n\) множества \(A\).

Соответствие взаимно однозначное, поэтому множества равномощны.

Ответ: множество натуральных чисел, кратных числу \(3\), равномощно множеству натуральных чисел, кратных числу \(5\).

1. Докажите, что множество точек сторон треугольника и множество точек вписанной в этот треугольник окружности равномощны.

Пусть \(O\) — центр окружности, вписанной в треугольник, то есть точка пересечения его биссектрис; эта точка лежит внутри треугольника. Обозначим через \(A\) множество точек сторон треугольника, а через \(B\) — множество точек вписанной окружности.

Каждой точке \(X\) множества \(A\) ставим в соответствие ту точку \(X_1\) множества \(B\), которая лежит на луче \(OX\).

Точка \(O\) лежит внутри треугольника, а треугольник — выпуклая фигура, поэтому каждый луч с началом в точке \(O\) пересекает стороны треугольника ровно в одной точке. Точка \(O\) — центр вписанной окружности, поэтому тот же луч пересекает и эту окружность ровно в одной точке.

Значит, каждой точке множества \(A\) поставлена в соответствие единственная точка множества \(B\). Все точки множества \(B\) при этом оказываются задействованными: если \(X_1\) — точка вписанной окружности, то луч \(OX_1\) пересекает стороны треугольника в единственной точке \(X\), и точке \(X\) соответствует именно точка \(X_1\).

Следовательно, между множеством точек сторон треугольника и множеством точек вписанной окружности установлено взаимно однозначное соответствие, а поэтому эти множества равномощны.

Ответ: множество точек сторон треугольника и множество точек вписанной в этот треугольник окружности равномощны.

2. Каких натуральных чисел больше: пятизначных чисел или нечётных шестизначных чисел, кратных числу 5?

Натуральное число, кратное числу \(5\), оканчивается цифрой \(0\) или цифрой \(5\), причём числа, оканчивающиеся нулём, чётные. Значит, нечётные шестизначные числа, кратные числу \(5\), — это в точности шестизначные числа, оканчивающиеся цифрой \(5\).

Обозначим через \(A\) множество пятизначных чисел, а через \(B\) — множество нечётных шестизначных чисел, кратных числу \(5\).

Каждому пятизначному числу \(\overline{abcde}\) ставим в соответствие число \(\overline{abcde}5\), которое получается из него приписыванием справа цифры \(5\). Это число шестизначное, поскольку первая цифра \(a\) отлична от нуля, оно оканчивается цифрой \(5\), то есть нечётное и кратное числу \(5\), а значит, принадлежит множеству \(B\):

\[\begin{array}{cccccc} 10\,000, & 10\,001, & 10\,002, & \ldots, & 99\,998, & 99\,999 \\ \updownarrow & \updownarrow & \updownarrow & & \updownarrow & \updownarrow \\ 100\,005, & 100\,015, & 100\,025, & \ldots, & 999\,985, & 999\,995 \end{array}\]

Каждому элементу множества \(A\) поставлен в соответствие единственный элемент множества \(B\). При этом все элементы множества \(B\) оказываются задействованными: если в шестизначном числе, оканчивающемся цифрой \(5\), зачеркнуть последнюю цифру, получится пятизначное число, которому это шестизначное число и соответствует.

Значит, между множествами \(A\) и \(B\) установлено взаимно однозначное соответствие, а поэтому \(n\,(A) = n\,(B)\).

Проверка: пятизначных чисел \(99\,999 - 10\,000 + 1 = 90\,000\); нечётные шестизначные числа, кратные числу \(5\), — это \(100\,005,\ 100\,015,\ \ldots,\ 999\,995\), и их \((999\,995 - 100\,005) : 10 + 1 = 90\,000\).

Ответ: пятизначных чисел и нечётных шестизначных чисел, кратных числу \(5\), поровну.

3. В школе технического творчества 47 учащихся посещают авиамодельный кружок или кружок робототехники. Известно, что 20 учащихся посещают оба кружка. Докажите, что в работе хотя бы одного из кружков принимают участие не менее 34 учащихся.

Обозначим через \(A\) множество учащихся, посещающих авиамодельный кружок, а через \(B\) — множество учащихся, посещающих кружок робототехники. По условию \(n\,(A \cup B) = 47\) и \(n\,(A \cap B) = 20\).

Количество элементов объединения двух конечных множеств находят по формуле \(n\,(A \cup B) = n\,(A) + n\,(B) - n\,(A \cap B)\), откуда \[n\,(A) + n\,(B) = n\,(A \cup B) + n\,(A \cap B) = 47 + 20 = 67.\]

Предположим противное: в работе каждого из кружков принимают участие меньше \(34\) учащихся. Количество учащихся — целое число, поэтому тогда \(n\,(A) \leqslant 33\) и \(n\,(B) \leqslant 33\), а значит, \(n\,(A) + n\,(B) \leqslant 66\). Получили противоречие с равенством \(n\,(A) + n\,(B) = 67\).

Значит, хотя бы одно из чисел \(n\,(A)\) и \(n\,(B)\) не меньше \(34\).

Ответ: в работе хотя бы одного из кружков принимают участие не менее \(34\) учащихся.

4. Докажите, что множество натуральных чисел, кратных числу 3, равномощно множеству натуральных чисел, кратных числу 5.

Обозначим через \(A\) множество натуральных чисел, кратных числу \(3\), а через \(B\) — множество натуральных чисел, кратных числу \(5\). Каждый элемент множества \(A\) имеет вид \(3n\), а каждый элемент множества \(B\) — вид \(5n\), где \(n \in \mathbf{N}\).

Каждому числу \(3n\) множества \(A\) ставим в соответствие число \(5n\) множества \(B\):

\[\begin{array}{cccccc} 3, & 6, & 9, & \ldots, & 3n, & \ldots \\ \updownarrow & \updownarrow & \updownarrow & & \updownarrow & \\ 5, & 10, & 15, & \ldots, & 5n, & \ldots \end{array}\]

Каждому элементу множества \(A\) поставлен в соответствие единственный элемент множества \(B\): по числу \(3n\) натуральное число \(n\) восстанавливается однозначно, а вместе с ним однозначно определяется и число \(5n\). Все элементы множества \(B\) при этом оказываются задействованными: любое натуральное число, кратное числу \(5\), имеет вид \(5n\) при некотором \(n \in \mathbf{N}\), и ему соответствует число \(3n\) множества \(A\).

Значит, между множествами \(A\) и \(B\) установлено взаимно однозначное соответствие, а поэтому эти множества равномощны.

Ответ: множество натуральных чисел, кратных числу \(3\), равномощно множеству натуральных чисел, кратных числу \(5\).

Сообщить об ошибке

Не получилось открыть форму обратной связи.
Напишите нам: nqzva@cbzbtnyxn.zr