ЕГЭ 2020. Вариант 26. Ященко 36 вариантов ФИПИ школе.
Задание 1
Призёрами городской олимпиады по математике стали 20 учеников, что составило 10% от числа участников. Сколько человек участвовало в олимпиаде?
Задание 2
На диаграмме показано распределение выплавки алюминия в 10 странах мира (в тысячах тонн) за 2016 год. Среди представленных стран первое место по выплавке алюминия занимала Россия, десятое место занимал Катар. Какое место занимала Норвегия?
Задание 3
На клетчатой бумаге с размером клетки 1x1 изображён треугольник ABC. Найдите длину его биссектрисы, проведённой из вершины В.
Задание 4
За круглый стол на 11 стульев в случайном порядке рассаживаются 9 мальчиков и 2 девочки. Найдите вероятность того, что девочки окажутся на соседних местах.
Задание 5
Задание 6
Четырёхугольник ABCD вписан в окружность. Угол ABD равен 72$${}^\circ$$, угол CAD равен 58$${}^\circ$$. Найдите угол ABC. Ответ дайте в градусах.
$$\angle ABC=72{}^\circ $$ - вписанный в окружность угол.
Вписанный в окружность угол измеряется половиной дуги, на которую он опирается, следовательно, дуга $$AD=144{}^\circ $$. Угол $$\angle CAD=58{}^\circ $$ - вписанный в окружность угол, следовательно, дуга $$CD=116{}^\circ $$. Дуга $$AC=AD+DC=144{}^\circ +116{}^\circ =260{}^\circ $$.
Угол $$\angle ABC$$ - вписанный в окружность угол, который опирается на дугу АС, следовательно, $$\angle ABC=130{}^\circ $$.
Задание 7
На рисунке изображён график функции $$у = f(x)$$. На оси абсцисс отмечены точки -2, 1, 3, 4. В какой из этих точек значение производной наибольшее? В ответе укажите эту точку.
Значение производной положительно в некоторой точке $$x$$, если в окрестности этой точки функция возрастает. Наоборот, если в окрестности точки $$x$$ функция убывает, то производная в ней отрицательна. Причем значение производной тем больше, чем сильнее изменение функции в окрестности точки $$x$$.
Выберем точку на графике, в которой функция возрастает наибольшим образом. Это точка 1.
Задание 8
Прямоугольный параллелепипед описан около цилиндра, радиус основания и высота которого равны 7. Найдите объём параллелепипеда.
Задание 9
Найдите значение выражения $$2\sqrt{3}{{\cos }^{{\rm 2}} \frac{17\pi }{12}\ }-2\sqrt{3}{{\sin }^{{\rm 2}} \frac{17\pi }{12}\ }$$
Задание 10
В ходе распада радиоактивного изотопа его масса уменьшается по закону $$m=m_0\cdot 2^{-\frac{t}{T}}$$, где $$m_0$$ - начальная масса изотопа, t - время, прошедшее от начального момента, Т - период полураспада. В начальный момент времени масса изотопа 52 мг. Период его полураспада составляет 9 мин. Найдите, через сколько минут масса изотопа будет равна 13 мг.
Задание 11
Моторная лодка прошла против течения реки 143 км и вернулась в пункт отправления, затратив на обратный путь на 2 часа меньше. Найдите скорость течения, если скорость лодки в неподвижной воде равна 12 км/ч. Ответ дайте в км/ч.
Обозначим через $$x$$ км/ч скорость течения. Тогда при движении ложки против течения, ее скорость была равна $$12-x$$ км/ч и на преодоления 143 км было потрачено $$\frac{143}{12-x}$$ часов. При обратном движении лодка шла по течению, то есть ее скорость была равна $$12+x$$ км/ч и на преодоления 143 км было затрачено $$\frac{143}{12+x}$$ часов. Известно, что на обратный путь было потрачено на 2 часа меньше. Имеем уравнение: $$\frac{143}{12-x}-\frac{143}{12+x}=2$$, откуда $$143\left(12+x\right)-143\left(12-x\right)=2(12-x)(12+x)\to $$ $$\to 2x^2+286x-288=0\to D=84100\to x_1=\frac{-286+290}{4}=1;\ x_2<0$$.
Получаем один положительный корень x=1 км/ч.
Задание 12
Найдите точку минимума функции $$y=\left(2x^2-26x+26\right)e^{x-17}$$
Вычислим производную функции: $$y'=\left(4x-26\right)e^{x-17}+\left(2x^2-26x+26\right)e^{x-17}\to y'=e^{x-17}(2x^2-22x)$$
Приравняем производную нулю и найдем точки экстремума: $$e^{x-17}\left(2x^2-22x\right)=0$$, так как $$e^{x-17}>0$$, то $$2x^2-22x=0\to x-11x=0\to \left[ \begin{array}{c} x_1=0 \\ x_2=11 \end{array} \right.$$
Найдем точку минимума функции. В окрестности этой точки производная должна менять свой знак с «-» на «+». Анализ показывает, что это точка $$x=11$$.
Задание 13
а) Решите уравнение $$2{{\sin }^{{\rm 2}} x\ }+{\cos x\ }-1=0$$.
б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку [$$-5\pi ;\ -4\pi $$]
а) Упростим выражение, имеем: $$2{{\sin }^{{\rm 2}} x\ }+{\cos x\ }-1=0\to 2\left(1-{{\cos }^{{\rm 2}} x\ }\right)+{\cos x\ }-1=0\to 2{{\cos }^{{\rm 2}} x\ }-{\cos x\ }-1=0$$
Сделаем замену $${\cos x\ }=t,\ t\in \left[-1;1\right]$$, получим: $$2t^2-t-1=0\to \left[ \begin{array}{c} t_1=1 \\ t_2=-\frac{1}{2} \end{array} \right.$$
Имеем два уравнения: $$1: {\cos x\ }=1\to x=2\pi n,\ n\in Z$$ $$2: {\cos x\ }=-\frac{1}{2}\to x_1=\frac{2\pi }{3}+2\pi m,m\in Z;\ x_2=-\frac{2\pi }{3}+2\pi l,\ l\in Z$$
б) С помощью числовой окружности выберем корни уравнения на промежутке [$$-5\pi ;\ -4\pi $$]. Получим числа: $$-4\pi ;\ -\frac{14\pi }{3}$$.
Задание 14
В пирамиде ABCD рёбра DA, DB и DC попарно перпендикулярны, а $${\rm АВ\ =\ ВС\ =\ АС\ =}10$$.
а) По условию $$AB\ =\ BC\ =\ AC\ =\ 10$$, следовательно, основание пирамиды - правильный треугольник $$\triangle АВС$$.
Треугольники $$\triangle ABD\ =\ \triangle ACD$$ (АВ = АС, АD - общая), $$\triangle ACD\ =\ \triangle BCD$$ (ВС = АС, СD - общая), $$\triangle BCD\ =\ \triangle AВD$$ (ВС = АВ, ВD - общая).
Т. е. боковые рёбра пирамиды равны AD = BD = CD.
Если в пирамиде все боковые рёбра равны между собой, то высота пирамиды проходит через центр окружности, описанной около основания.
В данном случае отрезок DO, соединяющий вершину пирамиды с центром основания, является ее высотой.
Пирамида ABCD - правильная пирамида.
б) Рассмотрим $$\triangle ADC$$. $$AD=DC$$ как ребра правильной пирамиды, значит $$\triangle ADC$$ - равнобедренный. $$DM:MA=DN:NC=3:2$$, значит $$\triangle DMN$$ подобен $$\triangle ADC$$.
$$DN:MN=DC:AC\to \frac{3}{MN}=\frac{5}{10}\to MN=6$$; $$AC^2=2DC^2\to DC=\sqrt{\frac{AC^2}{2}}=\sqrt{50}=5\sqrt{2}$$, тогда $$DN=\frac{5\sqrt{2}}{5}\cdot 3=3\sqrt{2}$$. $$BC=DC\to BN=\sqrt{(BD^2+DN^2)}=2\sqrt{17}$$
Опустим высоту ВН на основание MN: $$BH=\sqrt{(BN^2+HN^2)}=\sqrt{(4\cdot 17-3^2)}=\sqrt{59}$$. Тогда $$S_{BMN}=\frac{1}{2}\cdot BH\cdot MN=\frac{1}{2}\cdot 6\cdot \sqrt{59}=3\sqrt{59}$$.
Задание 15
Решите неравенство $$1+\frac{13}{{{\log }_3 x\ }-4}+\frac{42}{{{\log }^2_3 x\ }-{{\log }_3 \left(\frac{x^8}{81}\right)\ }+12}\ge 0$$
ОДЗ: $$x>0$$.
Преобразуем неравенство, учитывая, что $${{\log }_3 \left(\frac{x^8}{81}\right)\ }={{\log }_3 x^8\ }-{{\log }_3 81\ }=8{{\log }_3 \left|x\right|\ }-4=8{{\log }_3 x\ }-4$$ и $${{\log }^2_3 x\ }-{{\log }_3 \left(\frac{x^8}{81}\right)\ }+12={{\log }^2_3 x\ }-8{{\log }_3 x\ }+16={\left({{\log }_3 x\ }-4\right)}^2$$ получим: $$1+\frac{13}{{{\log }_3 x\ }-4}+\frac{42}{{\left({{\log }_3 x\ }-4\right)}^2}\ge 0$$.
Пусть $${{\log }_3 x\ }-4=t$$, имеем: $$1+\frac{13}{t}+\frac{42}{t^2}\ge 0\to \frac{t^2-13t+42}{t^2}\ge 0\to \frac{(t+6)(t+7)}{t^2}\ge 0$$
Имеем следующие точки, делящие числовую ось: $$t=-6;t=-7;t\ne 0$$
Рассмотрим два случая: $$1: t\le -7\to {{\log }_3 x\ }-4\le -7\to {{\log }_3 x\ }\le -3\to x\le \frac{1}{27}$$
$$2: \left\{ \begin{array}{c} t\ge -6 \\ t\ne 0 \end{array} \to \left\{ \begin{array}{c} {{\log }_3 x\ }-4\ge -6 \\ {{\log }_3 x\ }-4\ne 0 \end{array} \right.\right.\to \left\{ \begin{array}{c} x\ge \frac{1}{9} \\ x\ne 81 \end{array} \right.$$ $$x\in \left(0;\frac{1}{27}\right]\cup [\frac{1}{9};81)\cup (81;+\infty )$$
Задание 16
Окружность с центром О, вписанная в треугольник ABC, касается его сторон АВ, АС и ВС в точках $$C_1,B_1,\ A_1$$ соответственно. Биссектриса угла А пересекает эту окружность в точке Q, лежащей внутри треугольника $$AB_1C_1$$.
а) В треугольник ABC вписана окружность с центром в точке O. Стороны AB и AC - касательные к окружности и по теореме об отрезках касательных $$AC_1=AB_1$$ и, следовательно, треугольник$$\ AC_1B_1$$ - равнобедренный. AQ - биссектриса угла A по условию и в равнобедренном треугольнике $$AC_1B_1$$ биссектриса $$AA_2$$ (продолжение AQ) является медианой и высотой. Следовательно, $$QA_2$$ в треугольнике $$C_1QB_1$$ является также медианой и высотой, а сам треугольник $$C_1QB_1$$ - равнобедренный, так как $$\angle 1=\angle 2$$.
По теореме об угле между касательной $$AC_1$$ и хордой $$C_1B_1$$, имеем: $$\angle AC_1B_1=2\cdot \angle 1=2\cdot \angle 2$$, следовательно, $$C_1Q$$ - биссектриса угла $$AC_1B_1$$.
б) Рассмотрим треугольник $$AC_1B_1$$. Известно, что центр вписанной окружности находится в точке пересечения биссектрис углов, поэтому для $$AC_1B_1$$ центр вписанной окружности соответствует точке Q.
Найдем расстояние от точки O до точки Q, равный радиусу r вписанной окружности в треугольник ABC. Используя формулу площади треугольника ABC, можно записать $$S_{ABC}=p\cdot r$$, где p - полупериметр треугольника ABC. То есть, радиус r, равен: $$r=S_{ABC}/p$$.
Площадь треугольника ABC также можно найти по формуле Герона.
Делаем вычисления. Полупериметр треугольника ABC, равен: $$p=\frac{7+15+20}{2}=21$$, площадь треугольника ABC, равна: $$S_{ABC}=\sqrt{21\cdot \left(21-7\right)\cdot \left(21-15\right)\cdot (21-20)}=42$$ и радиус вписанной окружности $$r=\frac{42}{21}=2$$, то есть $$OQ = r = 2$$.
Задание 17
В июле 2020 года планируется взять кредит в банке на сумму 427 000 рублей. Условия его возврата таковы:
Сколько рублей будет выплачено банку, если известно, что кредит будет полностью погашен тремя равными платежами (то есть за три года)?
Пусть $$S=427000$$ рублей, $$k=1,25$$ - процент, $$x$$ - ежегодный платеж по кредиту.
Тогда: $$k\left(k\left(Sk-x\right)-x\right)-x=0\to Sk^3-xk^2-xk-x=0\to $$ $$\to Sk^3=x(k^2+k+1)$$;
$$x=\frac{Sk^3}{k^2+k+1}=\frac{427000\cdot {1,25}^3}{{1,25}^2+1,25+1}=\frac{833984,375}{3,8125}=218750$$ рублей.
Банку будет выплачено за 3 года: $$218750\cdot 3={\rm 656250}$$.
Задание 18
Найдем ограничения на переменную и на параметр $$\left\{ \begin{array}{c}x+a>0 \\ 2x-a>0\end{array}\to \left\{ \begin{array}{c}a>-x \\ a<2x \end{array}\right.\right.\to -x<a<2x$$;
$$\left(9x-4\right){\ln \left(x+a\right)\ }-\left(9x-4\right){\ln \left(2x-a\right)\ }=0; \left(9x-4\right)\left({\ln \left(x+a\right)\ }-{\ln \left(2x-a\right)\ }\right)=0;$$
Произведение двух множителей равно нулю тогда и только тогда, когда один из множителей равен нулю, а другой при этом не теряет смысла. Перейдем к совокупности. $$\left[ \begin{array}{c}9x-4=0 \\ {\ln \left(\frac{x+a}{2x-a}\right)=0\ } \end{array}\right.\to \left[ \begin{array}{c}9x-4=0 \\ \frac{x+a}{2x-a}=1 \end{array}\right.$$.
С учетом ограничения, получим $$\left\{ \begin{array}{c}\left[ \begin{array}{c}9x-4=0 \\ a=\frac{1}{2}x\end{array}\right. \\ -x<a<2x \end{array}\right.\to \left\{ \begin{array}{c}\left[ \begin{array}{c}x=\frac{4}{9} \\ a=\frac{1}{2}x \end{array}\right. \\ -x<a<2x \end{array}\right.$$
Решим систему координатно-параметрическим методом:
Для вычисления параметра необходимо знать координаты точек.
1) В точке $$N\ \left(\frac{4}{9};-\frac{4}{9}\right)\to \left\{ \begin{array}{c}a=-x \\ x=\frac{4}{9} \end{array}\right.\to a=-\frac{4}{9}$$ - нет решений.
2) На промежутке от N до B $$\to a\in (-\frac{4}{9};0)$$ - одно решение.
3) В точке $$B\ \left(1;0\right)\to \left\{ \begin{array}{c}a=0 \\ x=1 \end{array}\right.\to a=0$$ - одно решение.
4) На промежутке от B до A $$\to a\in (0;\frac{2}{9})$$ - два решения.
5) В точке $$A\left(\frac{4}{9};\frac{2}{9}\right)\to \left\{ \begin{array}{c}a=\frac{1}{2}x \\ x=\frac{4}{9} \end{array}\right.\to a=\frac{2}{9}$$ - одно решение.
6) На промежутке от A до M $$\to a\in (\frac{2}{9};\frac{1}{2})$$ - два решения.
7) В точке $$M\left(1;\frac{1}{2}\right)\to \left\{ \begin{array}{c}a=\frac{1}{2}x \\ x=1 \end{array}\right.\to a=\frac{1}{2}$$ - два решения.
8) На промежутке от M до L $$\to a\in (\frac{1}{2};\frac{8}{9})$$ - одно решение.
9) В точке $$L\ \left(\frac{4}{9};\frac{8}{9}\right)\to \left\{ \begin{array}{c}a=2x \\ x=\frac{4}{9} \end{array}\right.\to a=\frac{8}{9}$$ - нет решений.
Задание 19
Маша и Наташа делали фотографии несколько дней подряд. В первый день Маша сделала m фотографий, а Наташа - n фотографий. В каждый следующий день каждая из девочек делала на одну фотографию больше, чем в предыдущий день. Известно, что Наташа за всё время сделала суммарно на 1131 фотографию больше, чем Маша, и что фотографировали они больше одного дня.
а) Пусть в первый день Маша сделала m фотографий, тогда за 13 дней она сделает $$m+\left(m+1\right)+\left(m+2\right)+\dots +\left(m+13\right)=13m+91$$
Аналогично Наташа, за первый день она сделала n фотографий, а за 13 дней $$13n+91.$$ фотографий.
Необходимо найти такие m и n, чтобы выполнялось условие: $$13n+91-13m-91={\rm 1131}\to n-m=\frac{{\rm 1131}}{13}=87$$. Очевидно, можно взять, например, числа $$n=88$$ и $$m=1$$.
б) Если фотографии делались в течение 12 дней, то получим условие: $$n-m=\frac{1131}{12}$$. Так как 1131 не делится нацело на 12, то подобрать целые значения n и m невозможно.
в) Допустим, что Маша и Наташа делали фотографии x дней. Тогда в последний день Маша должна была сделать $$m+x-1<35\to m+x<36$$. То есть число дней должно быть $$1<x<36$$. Кроме того из условия $$nx-mx=1131\to n-m=\frac{1131}{x}$$ число x должно являться делителем числа 1131. Отсюда получаем, что $$x=3,\ 13,\ 29.$$
Сначала вычислим максимальное число фотографий, сделанных Машей, получим:
- для $$x=3$$ имеем: $$m+3<36\to m=33$$. $$S=\frac{2\cdot m+x-1}{2}\cdot x\to S_3=102$$.
- для $$x=13$$ имеем: $$m=23,\ S_{13}=377$$.
- для $$x=29$$ имеем: $$m=7,\ S_{29}=580$$.
Следовательно, максимальное число фотографий, сделанных Наташей, равно: $$580+1131=1711$$.