10класс

Самостоятельная работа 2 Вариант 4, ГДЗ по алгебре за 10 класс к самостоятельным работам Мерзляка

Самостоятельные работы. С-2. Конечные и бесконечные множества. Самостоятельная работа 2 Вариант 4
1. Докажите, что множество точек сторон остроугольного треугольника и множество точек описанной около этого треугольника окружности равномощны.

Пусть \(O\) — центр окружности, описанной около данного треугольника; треугольник остроугольный, поэтому точка \(O\) лежит внутри него. 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 \(OX\).

Контур треугольника — замкнутая выпуклая ломаная, поэтому каждый луч с началом в точке \(O\) пересекает контур 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 остроугольного треугольника и множество точек описанной около этого треугольника окружности равномощны.

2. Каких натуральных чисел больше: пятизначных чисел или семизначных чисел, кратных числу 100?

Число, кратное числу 100, оканчивается двумя нулями: речь о семизначных числах, оканчивающихся двумя нулями.

Через \(A\) обозначим множество пятизначных чисел, через \(B\) — множество семизначных чисел, кратных числу 100.

Каждому пятизначному числу ставим в соответствие то семизначное, которое получается из него приписыванием справа двух нулей:

\[\begin{array}{ccccc} 10\,000, & 10\,001, & \ldots, & 99\,998, & 99\,999 \\ \updownarrow & \updownarrow & & \updownarrow & \updownarrow \\ 1\,000\,000, & 1\,000\,100, & \ldots, & 9\,999\,800, & 9\,999\,900 \end{array}\]

Задействованы и все элементы множества \(B\): зачеркнув в числе вида \(\overline{abcde}00\) две последние цифры, получаем то пятизначное число \(\overline{abcde}\), которому это семизначное число и соответствует.

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

Ответ: пятизначных чисел и семизначных чисел, кратных числу 100, поровну.

3. Сорок три студента университета изучают английский или французский язык. Известно, что 16 студентов изучают оба эти языка. Докажите, что хотя бы один из языков изучают не меньше 30 студентов.

Через \(A\) обозначим множество студентов, изучающих английский язык, через \(B\) — множество студентов, изучающих французский язык. По условию \(n\,(A \cup B) = 43\) и \(n\,(A \cap B) = 16\), поэтому \[n\,(A) + n\,(B) = n\,(A \cup B) + n\,(A \cap B) = 43 + 16 = 59.\]

Предположим противное: каждый из языков изучают меньше 30 студентов, то есть \(n\,(A) \leqslant 29\) и \(n\,(B) \leqslant 29\). Тогда \(n\,(A) + n\,(B) \leqslant 29 + 29 = 58\) — противоречие.

Значит, хотя бы одно из чисел \(n\,(A)\) и \(n\,(B)\) не меньше 30.

Ответ: хотя бы один из языков изучают не меньше 30 студентов.

4. Докажите, что множество натуральных чисел, кратных числу 9, равномощно множеству натуральных чисел, кратных числу 4.

Через \(A\) и \(B\) обозначим множества натуральных чисел, кратных числам 9 и 4 соответственно; их элементы имеют вид \(9n\) и \(4n\), где \(n \in \mathbf{N}\), причём для каждого числа такое \(n\) единственно.

Каждому числу \(9n\) множества \(A\) ставим в соответствие число \(4n\) множества \(B\):

\[\begin{array}{ccccccc} 9, & 18, & 27, & 36, & \ldots, & 9n, & \ldots \\ \updownarrow & \updownarrow & \updownarrow & \updownarrow & & \updownarrow & \\ 4, & 8, & 12, & 16, & \ldots, & 4n, & \ldots \end{array}\]

Задействованы и все элементы множества \(B\): любое натуральное число, кратное 4, имеет вид \(4n\), и ему отвечает число \(9n\) множества \(A\).

Соответствие взаимно однозначное, поэтому множества равномощны.

Ответ: множество натуральных чисел, кратных числу 9, равномощно множеству натуральных чисел, кратных числу 4.

1. Докажите, что множество точек сторон остроугольного треугольника и множество точек описанной около этого треугольника окружности равномощны.

Пусть \(O\) — центр окружности, описанной около данного треугольника. Треугольник остроугольный, поэтому точка \(O\) лежит внутри треугольника. Контур треугольника — замкнутая выпуклая ломаная, охватывающая точку \(O\), поэтому каждый луч с началом в точке \(O\) пересекает контур треугольника ровно в одной точке. Каждый такой луч пересекает и описанную окружность ровно в одной точке — той, которая удалена от \(O\) на радиус.

Каждой точке \(X\) контура треугольника ставим в соответствие ту точку \(X_1\) описанной 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 треугольника поставлен в соответствие единственный элемент множества точек окружности.

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

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

Ответ: множество точек сторон остроугольного треугольника и множество точек описанной около этого треугольника окружности равномощны.

2. Каких натуральных чисел больше: пятизначных чисел или семизначных чисел, кратных числу 100?

Натуральное число кратно 100 тогда и только тогда, когда его десятичная запись оканчивается двумя нулями. Значит, речь идёт о семизначных числах, оканчивающихся двумя нулями.

Обозначим буквой \(A\) множество пятизначных чисел, а буквой \(B\) — множество семизначных чисел, кратных числу 100.

Каждому пятизначному числу ставим в соответствие то семизначное число, которое получается из него приписыванием справа двух нулей:

\[\begin{array}{ccccc} 10\,000, & 10\,001, & \ldots, & 99\,998, & 99\,999 \\ \updownarrow & \updownarrow & & \updownarrow & \updownarrow \\ 1\,000\,000, & 1\,000\,100, & \ldots, & 9\,999\,800, & 9\,999\,900 \end{array}\]

Каждому элементу множества \(A\) поставлен в соответствие единственный элемент множества \(B\). При этом все элементы множества \(B\) оказываются задействованными: если в семизначном числе вида \(\overline{abcde}00\) зачеркнуть две последние цифры, то получится пятизначное число \(\overline{abcde}\), 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: пятизначных чисел и семизначных чисел, кратных числу 100, поровну.

3. Сорок три студента университета изучают английский или французский язык. Известно, что 16 студентов изучают оба эти языка. Докажите, что хотя бы один из языков изучают не меньше 30 студентов.

Обозначим буквой \(A\) множество студентов, изучающих английский язык, а буквой \(B\) — множество студентов, изучающих французский язык.

Каждый из 43 студентов изучает хотя бы один из этих языков, поэтому \(n\,(A \cup B) = 43\); оба языка изучают 16 студентов, поэтому \(n\,(A \cap B) = 16\).

Количество элементов объединения двух конечных множеств находим по формуле \(n\,(A \cup B) = n\,(A) + n\,(B) - n\,(A \cap B)\). Подставим известные значения: \(43 = n\,(A) + n\,(B) - 16\), откуда \(n\,(A) + n\,(B) = 43 + 16 = 59\).

Предположим, что каждый из языков изучают меньше 30 студентов, то есть каждое из чисел \(n\,(A)\) и \(n\,(B)\) не превышает 29. Тогда \(n\,(A) + n\,(B) \leqslant 29 + 29 = 58\), что противоречит равенству \(n\,(A) + n\,(B) = 59\).

Следовательно, хотя бы одно из чисел \(n\,(A)\) и \(n\,(B)\) не меньше 30.

Ответ: хотя бы один из языков изучают не меньше 30 студентов.

4. Докажите, что множество натуральных чисел, кратных числу 9, равномощно множеству натуральных чисел, кратных числу 4.

Обозначим буквой \(A\) множество натуральных чисел, кратных числу 9, а буквой \(B\) — множество натуральных чисел, кратных числу 4. Каждое число множества \(A\) имеет вид \(9n\), а каждое число множества \(B\) — вид \(4n\), где \(n \in \mathbf{N}\), причём для каждого числа такое \(n\) единственно.

Каждому числу \(9n\) множества \(A\) ставим в соответствие число \(4n\) множества \(B\):

\[\begin{array}{ccccccc} 9, & 18, & 27, & 36, & \ldots, & 9n, & \ldots \\ \updownarrow & \updownarrow & \updownarrow & \updownarrow & & \updownarrow & \\ 4, & 8, & 12, & 16, & \ldots, & 4n, & \ldots \end{array}\]

Каждому элементу множества \(A\) поставлен в соответствие единственный элемент множества \(B\). При этом все элементы множества \(B\) оказываются задействованными: произвольное натуральное число, кратное 4, имеет вид \(4n\), и ему поставлено в соответствие число \(9n\) 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 9, равномощно множеству натуральных чисел, кратных числу 4.

Сообщить об ошибке

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