10класс

Самостоятельная работа 2 Вариант 3, ГДЗ по алгебре за 10 класс к самостоятельным работам Мерзляка

Самостоятельные работы. С-2. Конечные и бесконечные множества. Самостоятельная работа 2 Вариант 3
1. Докажите, что множество точек сторон квадрата и множество точек вписанной в этот квадрат окружности равномощны.

Пусть \(O\) — центр квадрата, он же центр вписанной окружности. Через \(A\) обозначим множество точек сторон квадрата, 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 квадрата, а контур квадрата — замкнутая выпуклая линия, поэтому каждый луч с началом в точке \(O\) пересекает контур квадрата 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 квадрата, которой соответствует точка \(X_1\).

Соответствие взаимно однозначное, поэтому множества равномощны.

Ответ: множество точек сторон квадрата и множество точек вписанной в этот квадрат окружности равномощны.

2. Каких натуральных чисел больше: шестизначных чисел или чётных семизначных чисел, кратных числу 5?

Чётное число, кратное числу 5, кратно числу 10, то есть оканчивается цифрой 0: речь о семизначных числах, оканчивающихся нулём.

Через \(A\) обозначим множество шестизначных чисел, через \(B\) — множество семизначных чисел, оканчивающихся цифрой 0.

Каждому шестизначному числу ставим в соответствие то семизначное, которое получается из него приписыванием справа цифры 0:

\[\begin{array}{ccccc} 100\,000, & 100\,001, & \ldots, & 999\,998, & 999\,999 \\ \updownarrow & \updownarrow & & \updownarrow & \updownarrow \\ 1\,000\,000, & 1\,000\,010, & \ldots, & 9\,999\,980, & 9\,999\,990 \end{array}\]

Задействованы и все элементы множества \(B\): зачеркнув в числе вида \(\overline{abcdef}0\) последнюю цифру, получаем то шестизначное число \(\overline{abcdef}\), которому это семизначное число и соответствует.

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

Ответ: шестизначных чисел и чётных семизначных чисел, кратных числу 5, поровну.

3. В 10 классе 25 учеников. Все ученики этого класса приняли участие в школьной олимпиаде по математике или по физике. Известно, что в обеих олимпиадах приняли участие 10 учеников. Докажите, что хотя бы в одной из олимпиад приняли участие не меньше 18 учеников этого класса.

Через \(A\) обозначим множество учеников, участвовавших в олимпиаде по математике, через \(B\) — множество учеников, участвовавших в олимпиаде по физике. По условию \(n\,(A \cup B) = 25\) и \(n\,(A \cap B) = 10\), поэтому \[n\,(A) + n\,(B) = n\,(A \cup B) + n\,(A \cap B) = 25 + 10 = 35.\]

Предположим противное: в каждой из олимпиад участвовало меньше 18 учеников, то есть \(n\,(A) \leqslant 17\) и \(n\,(B) \leqslant 17\). Тогда \(n\,(A) + n\,(B) \leqslant 17 + 17 = 34\) — противоречие.

Значит, хотя бы одно из чисел \(n\,(A)\) и \(n\,(B)\) не меньше 18.

Ответ: хотя бы в одной из олимпиад приняли участие не меньше 18 учеников этого класса.

4. Докажите, что множество натуральных чисел, кратных числу 8, равномощно множеству натуральных чисел, кратных числу 3.

Через \(A\) и \(B\) обозначим множества натуральных чисел, кратных числам 8 и 3 соответственно; их элементы имеют вид \(8n\) и \(3n\), где \(n \in \mathbf{N}\), причём для каждого числа такое \(n\) единственно.

Каждому числу \(8n\) множества \(A\) ставим в соответствие число \(3n\) множества \(B\):

\[\begin{array}{ccccccc} 8, & 16, & 24, & 32, & \ldots, & 8n, & \ldots \\ \updownarrow & \updownarrow & \updownarrow & \updownarrow & & \updownarrow & \\ 3, & 6, & 9, & 12, & \ldots, & 3n, & \ldots \end{array}\]

Задействованы и все элементы множества \(B\): любое натуральное число, кратное 3, имеет вид \(3n\), и ему отвечает число \(8n\) множества \(A\).

Соответствие взаимно однозначное, поэтому множества равномощны.

Ответ: множество натуральных чисел, кратных числу 8, равномощно множеству натуральных чисел, кратных числу 3.

1. Докажите, что множество точек сторон квадрата и множество точек вписанной в этот квадрат окружности равномощны.

Пусть \(O\) — центр квадрата, то есть точка пересечения его диагоналей. Центр вписанной окружности совпадает с центром квадрата, поэтому \(O\) — центр и этой окружности, а её радиус равен половине стороны квадрата. Точка \(O\) лежит внутри квадрата, и контур квадрата — замкнутая выпуклая линия, охватывающая точку \(O\), поэтому каждый луч с началом в точке \(O\) пересекает контур квадрата ровно в одной точке. Каждый такой луч пересекает и вписанную окружность ровно в одной точке — той, которая удалена от \(O\) на радиус.

Каждой точке \(X\) контура квадрата ставим в соответствие ту точку \(X_1\) вписанной окружности, которая лежит на луче \(OX\).

Точка \(X\) отлична от точки \(O\), поэтому луч \(OX\) определён однозначно, и точка \(X_1\) на нём единственна. Значит, каждому элементу множества точек сторон квадрата поставлен в соответствие единственный элемент множества точек окружности.

При этом все точки окружности оказываются задействованными: если \(X_1\) — произвольная точка вписанной окружности, то луч \(OX_1\) пересекает контур квадрата в единственной точке \(X\), и именно точке \(X\) поставлена в соответствие точка \(X_1\).

Следовательно, между множеством точек сторон квадрата и множеством точек вписанной окружности установлено взаимно однозначное соответствие, а множества, между которыми можно установить такое соответствие, равномощны.

Ответ: множество точек сторон квадрата и множество точек вписанной в этот квадрат окружности равномощны.

2. Каких натуральных чисел больше: шестизначных чисел или чётных семизначных чисел, кратных числу 5?

Натуральное число чётно и кратно 5 тогда и только тогда, когда оно кратно 10, то есть когда его десятичная запись оканчивается цифрой 0. Значит, речь идёт о семизначных числах, оканчивающихся нулём.

Обозначим буквой \(A\) множество шестизначных чисел, а буквой \(B\) — множество семизначных чисел, оканчивающихся цифрой 0.

Каждому шестизначному числу ставим в соответствие то семизначное число, которое получается из него приписыванием справа цифры 0:

\[\begin{array}{ccccc} 100\,000, & 100\,001, & \ldots, & 999\,998, & 999\,999 \\ \updownarrow & \updownarrow & & \updownarrow & \updownarrow \\ 1\,000\,000, & 1\,000\,010, & \ldots, & 9\,999\,980, & 9\,999\,990 \end{array}\]

Каждому элементу множества \(A\) поставлен в соответствие единственный элемент множества \(B\). При этом все элементы множества \(B\) оказываются задействованными: если в семизначном числе вида \(\overline{abcdef}0\) зачеркнуть последнюю цифру, то получится шестизначное число \(\overline{abcdef}\), которому это семизначное число и поставлено в соответствие.

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

Ответ: шестизначных чисел и чётных семизначных чисел, кратных числу 5, поровну.

3. В 10 классе 25 учеников. Все ученики этого класса приняли участие в школьной олимпиаде по математике или по физике. Известно, что в обеих олимпиадах приняли участие 10 учеников. Докажите, что хотя бы в одной из олимпиад приняли участие не меньше 18 учеников этого класса.

Обозначим буквой \(A\) множество учеников класса, принявших участие в олимпиаде по математике, а буквой \(B\) — множество учеников, принявших участие в олимпиаде по физике.

Каждый из 25 учеников класса участвовал хотя бы в одной олимпиаде, поэтому \(n\,(A \cup B) = 25\); в обеих олимпиадах участвовали 10 учеников, поэтому \(n\,(A \cap B) = 10\).

Количество элементов объединения двух конечных множеств находим по формуле \(n\,(A \cup B) = n\,(A) + n\,(B) - n\,(A \cap B)\). Подставим известные значения: \(25 = n\,(A) + n\,(B) - 10\), откуда \(n\,(A) + n\,(B) = 25 + 10 = 35\).

Предположим, что в каждой из олимпиад участвовало меньше 18 учеников, то есть каждое из чисел \(n\,(A)\) и \(n\,(B)\) не превышает 17. Тогда \(n\,(A) + n\,(B) \leqslant 17 + 17 = 34\), что противоречит равенству \(n\,(A) + n\,(B) = 35\).

Следовательно, хотя бы одно из чисел \(n\,(A)\) и \(n\,(B)\) не меньше 18.

Ответ: хотя бы в одной из олимпиад приняли участие не меньше 18 учеников этого класса.

4. Докажите, что множество натуральных чисел, кратных числу 8, равномощно множеству натуральных чисел, кратных числу 3.

Обозначим буквой \(A\) множество натуральных чисел, кратных числу 8, а буквой \(B\) — множество натуральных чисел, кратных числу 3. Каждое число множества \(A\) имеет вид \(8n\), а каждое число множества \(B\) — вид \(3n\), где \(n \in \mathbf{N}\), причём для каждого числа такое \(n\) единственно.

Каждому числу \(8n\) множества \(A\) ставим в соответствие число \(3n\) множества \(B\):

\[\begin{array}{ccccccc} 8, & 16, & 24, & 32, & \ldots, & 8n, & \ldots \\ \updownarrow & \updownarrow & \updownarrow & \updownarrow & & \updownarrow & \\ 3, & 6, & 9, & 12, & \ldots, & 3n, & \ldots \end{array}\]

Каждому элементу множества \(A\) поставлен в соответствие единственный элемент множества \(B\). При этом все элементы множества \(B\) оказываются задействованными: произвольное натуральное число, кратное 3, имеет вид \(3n\), и ему поставлено в соответствие число \(8n\) множества \(A\).

Следовательно, между множествами \(A\) и \(B\) установлено взаимно однозначное соответствие, а множества, между которыми можно установить такое соответствие, равномощны.

Ответ: множество натуральных чисел, кратных числу 8, равномощно множеству натуральных чисел, кратных числу 3.

Сообщить об ошибке

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