`
},
{
text: `Найдите сумму целых решений неравенства $-3 < -2x + 5 \\leq 9$.`,
sol: `Правило: при делении (или умножении) неравенства на отрицательное число знак неравенства меняется на противоположный. Шаг 1. Выписываем неравенство.
$$-3 \\lt -2x + 5 \\leq 9.$$
Шаг 2. Вычитаем $5$ из всех частей.
$$-3 - 5 \\lt -2x \\leq 9 - 5,$$
$$-8 \\lt -2x \\leq 4.$$
Шаг 3. Делим все части на $-2$.
Делим на отрицательное число, поэтому оба знака меняются:
$$\\dfrac{-8}{-2} \\gt x \\geq \\dfrac{4}{-2},$$
$$4 \\gt x \\geq -2 \\iff -2 \\leq x \\lt 4.$$
Шаг 4. Выписываем целые решения.
$$-2,\\; -1,\\; 0,\\; 1,\\; 2,\\; 3.$$
Шаг 5. Находим сумму.
$$-2 + (-1) + 0 + 1 + 2 + 3 = 3.$$
Ответ: $3$.
`
},
{
text: `Дан правильный многоугольник со стороной, равной $4$ см.
Сумма всех его внутренних углов равна $1800^{\\circ}$.
Найдите периметр этого многоугольника.`,
sol: `Формула суммы внутренних углов выпуклого $n$-угольника:
$$S_{\\text{углов}} = (n - 2) \\cdot 180^{\\circ}.$$
Свойство правильного многоугольника: все стороны равны. Шаг 1. Находим число сторон $n$.
По условию сумма углов равна $1800^{\\circ}$, поэтому
$$(n - 2) \\cdot 180^{\\circ} = 1800^{\\circ} \\implies n - 2 = 10 \\implies n = 12.$$
Шаг 2. Находим периметр.
Так как многоугольник правильный, все стороны равны $4$ см, значит
$$P = n \\cdot a = 12 \\cdot 4 = 48\\text{ см}.$$
Ответ: $48$ см.
`
},
{
text: `Найдите среднее арифметическое абсцисс точек пересечения графиков функций,
заданных формулами $y = 12 - x - 2x^2$ и $y = 3x^2 - 5x + 3$.`,
sol: `Теорема Виета: для уравнения $ax^2+bx+c=0$ сумма корней равна $-\\dfrac{b}{a}$. Шаг 1. В точках пересечения значения функций равны, поэтому приравниваем правые части:
$$12 - x - 2x^2 = 3x^2 - 5x + 3.$$
Шаг 2. Переносим всё в одну сторону и приводим подобные:
$$3x^2 - 5x + 3 - 12 + x + 2x^2 = 0 \\implies 5x^2 - 4x - 9 = 0.$$
Шаг 3. Не решая уравнение, по теореме Виета находим сумму корней:
$$x_1 + x_2 = -\\dfrac{-4}{5} = \\dfrac{4}{5}.$$
Шаг 4. Среднее арифметическое — это полусумма:
$$\\dfrac{x_1+x_2}{2} = \\dfrac{4/5}{2} = \\dfrac{2}{5} = 0{,}4.$$
Ответ: $0{,}4$.
`
},
{
text: `Смешали $30$-процентный раствор соляной кислоты с $10$-процентным
и получили $600$ г $15$-процентного раствора соляной кислоты.
Сколько граммов каждого раствора было взято?`,
sol: `Пусть $x$ г — масса $30\\%$ раствора, $y$ г — масса $10\\%$ раствора.
По условию массы суммируются: $x + y = 600.$
Масса чистой кислоты: $0{,}3x + 0{,}1y = 0{,}15 \\cdot 600 = 90.$
Получим систему:
$\\begin{cases} x+y=600,\\\\ 3x+y=900. \\end{cases}$
Вычтем из второго первое: $2x = 300 \\implies x = 150$ г.
Тогда $y = 600 - 150 = 450$ г.
Проверка: $0{,}3\\cdot 150 + 0{,}1\\cdot 450 = 45+45 = 90$ г кислоты. Верно.
Ответ: $150$ г ($30\\%$) и $450$ г ($10\\%$).
`
},
{
text: `Высота прямоугольного треугольника, проведённая к гипотенузе, делит треугольник
на два треугольника, площади которых равны $4$ см² и $16$ см².
Найдите гипотенузу.`,
sol: `
Пусть $CH=h$ — высота из прямого угла $C$ к гипотенузе $AB$, причём $AH=a$ (меньший отрезок), $HB=b$ (больший отрезок).
Площади полученных треугольников:
$S_1 = \\dfrac{1}{2}\\cdot a \\cdot h = 4,\\quad S_2 = \\dfrac{1}{2}\\cdot b \\cdot h = 16.$
Разделив, получим $\\dfrac{a}{b}=\\dfrac{4}{16}=\\dfrac{1}{4} \\implies b=4a.$
По свойству высоты прямоугольного треугольника к гипотенузе: $h^2 = a\\cdot b = a\\cdot 4a = 4a^2 \\implies h = 2a.$
Подставим в $S_1$: $\\dfrac{1}{2}\\cdot a \\cdot 2a = a^2 = 4 \\implies a = 2$ см.
Тогда $b = 4\\cdot 2 = 8$ см, $h = 4$ см.
Гипотенуза: $AB = a + b = 2 + 8 = 10$ см.
Ответ: $10$ см.
`
},
{
text: `Упростите выражение
$\\sqrt{x + 2\\sqrt{x-1}} + \\sqrt{x - 2\\sqrt{x-1}}$ при $1 \\leq x \\leq 2$.`,
sol: `Метод выделения полного квадрата и формула $\\sqrt{a^2}=|a|$. Шаг 1. Представим $x$ удобным образом: $x = (x-1) + 1$. Тогда первое подкоренное:
$$x + 2\\sqrt{x-1} = (x-1) + 2\\sqrt{x-1} + 1 = \\left(\\sqrt{x-1}+1\\right)^2$$
по формуле квадрата суммы $a^2+2ab+b^2=(a+b)^2$ (здесь $a=\\sqrt{x-1}$, $b=1$). Шаг 2. Аналогично для второго:
$$x - 2\\sqrt{x-1} = (x-1) - 2\\sqrt{x-1} + 1 = \\left(\\sqrt{x-1}-1\\right)^2.$$
Шаг 3. Извлекаем корни, помня что $\\sqrt{a^2}=|a|$:
$$\\sqrt{x+2\\sqrt{x-1}} = \\left|\\sqrt{x-1}+1\\right| = \\sqrt{x-1}+1,$$
так как $\\sqrt{x-1}+1 \\geq 0$ (модуль не нужен).
$$\\sqrt{x-2\\sqrt{x-1}} = \\left|\\sqrt{x-1}-1\\right|.$$
Шаг 4. Раскрываем второй модуль. По условию $1 \\leq x \\leq 2$, значит $\\sqrt{x-1} \\in [0;\\,1]$, поэтому $\\sqrt{x-1}-1 \\leq 0$, и
$$\\left|\\sqrt{x-1}-1\\right| = 1-\\sqrt{x-1}.$$
Шаг 5. Складываем:
$$\\left(\\sqrt{x-1}+1\\right) + \\left(1-\\sqrt{x-1}\\right) = 2.$$