ЕГЭ 2020. Вариант 35 Ященко 36 вариантов ФИПИ школе.
Задание 1
Задание 2
На рисунке точками показана температура в Томске с 1 по 3 мая 2019 года. По горизонтали указаны моменты измерений, по вертикали - температура в градусах Цельсия. Для наглядности точки соединены отрезками.
Определите по рисунку значение наименьшей температуры в Томске 3 мая.
Задание 3
Для вычисления площади трапеции воспользуемся формулой $$S=\frac{a+b}{2}\cdot h$$, где $$h$$ - высота трапеции; $$a,b$$ - длины ее оснований. Из рисунка видно, что высота $$h=5,$$ основания $$a=3-1=2$$ и $$b=10-4=6$$. Получаем площадь трапеции $$S=\frac{\left(2+6\right)}{2}\cdot 5=20$$
Задание 4
Максим с папой решили покататься на колесе обозрения. Всего на колесе 30 кабинок, из них 11 - синие, 7 - зелёные, остальные - оранжевые. Кабинки по очереди подходят к платформе для посадки. Найдите вероятность того, что Максим прокатится в оранжевой кабинке.
Задание 5
Найдите корень уравнения $${\left(\frac{1}{6}\right)}^{4x-6}=\frac{1}{36}.$$
Задание 6
В треугольнике ABC угол С равен 36$${}^\circ$$, биссектрисы AD и BE пересекаются в точке О. Найдите угол АОВ. Ответ дайте в градусах.
Задание 7
Материальная точка движется прямолинейно по закону $$x\left(t\right)=\frac{1}{2}t^2+2t-15$$, где х - расстояние от точки отсчёта в метрах, t - время в секундах, измеренное с начала движения. Найдите её скорость (в метрах в секунду) в момент времени $$t\ =\ 7$$ с.
Как известно, скорость равна производной от пути, т.е. закон изменения скорости будет равен $$v\left(t\right)=\frac{dx\left(t\right)}{dt}=t+2.$$
В момент времени $$t=7$$, скорость будет равна $$v\left(t=7\right)=7+2=9$$ м/с.
Задание 8
Задание 9
Найдите $${\tan \alpha \ }$$, если $${\sin \alpha \ }=\frac{5\sqrt{26}}{26}$$ и $$\alpha \in (0;\frac{\pi }{2})$$
1. Выразим тангенс через синус. Для этого возведем тангенс в квадрат (в данном случае это допустимо, т.к. при $$\alpha \in (0;\frac{\pi }{2})$$ и синус и косинус положительны. Получим: $${{\tan }^{{\rm 2}} \alpha \ }=\frac{{{\sin }^{{\rm 2}} \alpha \ }}{{{\cos }^{{\rm 2}} \alpha \ }}=\frac{{{\sin }^{{\rm 2}} \alpha \ }}{{{\cos }^{{\rm 2}} \alpha \ }+1-1}=\frac{{{\sin }^{{\rm 2}} \alpha \ }}{{{\cos }^{{\rm 2}} \alpha \ }+1-{{\cos }^{{\rm 2}} \alpha \ }-{{\sin }^{{\rm 2}} \alpha \ }}=\frac{{{\sin }^{{\rm 2}} \alpha \ }}{1-{{\sin }^{{\rm 2}} \alpha \ }}$$
2. Подставим вместо синуса числовое выражение: $${{\tan }^{{\rm 2}} \alpha \ }=\frac{25\cdot 26}{{26}^2}:\left(1-\frac{25\cdot 26}{{26}^2}\right)=\frac{25\cdot 26}{{26}^2}:\frac{{26}^2-25\cdot 26}{{26}^2}=\frac{25\cdot 26}{{26}^2}\cdot \frac{{26}^2}{26}=25$$ и $${\tan \alpha \ }=\sqrt{25}=5$$
Задание 10
Зависимость объёма спроса q (единиц в месяц) на продукцию предприятия-монополиста от цены р (тыс. руб.) задаётся формулой $$q\ =\ 140-10p.$$ Выручка предприятия за месяц r (тыс. руб.) вычисляется по формуле $$r(p)\ =\ pq.$$ Определите наибольшую цену р, при которой месячная выручка $$r(p)$$ составит 400 тыс. руб. Ответ приведите в тысячах рублей.
Задание 11
Пусть $$x$$ деталей делает первый рабочий в 1 час. Тогда второй рабочий за это же время будет делать $$x-1$$ деталь. Время, затрачиваемое первым рабочим на изготовление 252 деталей равно $$\frac{252}{x}$$, а время, затрачиваемое вторым рабочим на изготовление 420 деталей, равно $$\frac{420}{x-1}$$. По условию задачи сказано, что первый рабочий на изготовление 252 деталей затрачивает на 9 часов меньше времени, чем второй на изготовление 420 деталей. Получаем уравнение $$\frac{420}{x-1}-\frac{252}{x}=9$$ откуда имеем $$420x-252x+252-9\left(x^2-x\right)=0\to 3x^2-59x-84=0.$$
Решаем квадратное уравнение, получаем: $$x_1=21;\ x_2=-\frac{8}{6}.$$ Так как число деталей не может быть отрицательным, то получаем $$x=21.$$
Задание 12
Найдите наименьшее значение функции $$y={\left(x-10\right)}^2\left(x+1\right)+3$$ на отрезке [5;14].
Преобразуем выражение $$y\left(x^2-20x+100\right)\left(x+1\right)+3$$ и вычислим производную от этой функции $$y'=\left(2x-20\right)\left(x+1\right)+\left(x^2-20x+100\right)\to y'=\left(x-10\right)\left(3x-8\right).$$ В точках экстремума функции производная равна нулю, имеем: $$\left(x-10\right)\left(3x-8\right)=0\to x_1=10;\ x_2=\frac{8}{3}\notin \left[5;14\right].$$
Для нахождения наименьшего значения функции, вычислим ее значения в граничных точках диапазона и в точке экстремума, получим $$y\left(5\right)=25\cdot 6+3=153;y\left(10\right)=3;y\left(14\right)=16\cdot 15+3=243.$$
Наименьшее значение равно 3.
Задание 13
а) Решите уравнение $$\frac{7}{{{\cos }^{{\rm 2}} x\ }}-\frac{1}{{\sin \left(\frac{9\pi }{2}+x\right)\ }}-6=0.$$
б) Укажите корни этого уравнения, принадлежащие отрезку $$\left[-3\pi ;\ -\frac{\pi }{2}\right].$$
а) Упростим выражение:$$\ \frac{7}{{{\cos }^{{\rm 2}} x\ }}-\frac{1}{{\cos x\ }}-6=0.$$ ОДЗ: $${\cos x\ne 0\ },\ x\ne \frac{\pi }{2}+\pi n,n\in Z,$$ имеем: $$7-{\cos x\ }-6{{\cos }^2 x\ }=0.$$ Делаем замену $${\cos x\ }=t,t\in \left[-1;1\right]$$, получаем: $$6t^2+t-7=0.$$
Решаем уравнение: $$t_1=1;\ t_2=-\frac{7}{6}\in \left[-1;1\right].$$ Переходя к косинусу, получаем: $${\cos x\ }=1;x=2\pi n,n\in Z.$$
б) С помощью числовой окружности выберем корни уравнения на промежутке $$\left[-3\pi ;\ -\frac{\pi }{2}\right].$$ Получим число $$-2\pi .$$
Задание 14
В правильной треугольной призме $$ABCA_1B_1C_1$$ стороны основания равны 5, боковые рёбра равны 2, точка $$D$$ - середина ребра $$CC_1$$.
а) Построение. Отметим точку K как результат пересечения прямой BC и прямой $$B_1D$$: т.е. $$K=BC\cap B_1D$$ (см. рисунок). Точка A является общей точкой для плоскостей $$ABC$$ и $$ADB_1$$. Следовательно, указанные плоскости пройдут через линию AK (см. рисунок). Данная линия и будет прямой пересечения плоскостей $$ABC$$ и $$ADB_1$$.
б) Необходимо найти угол DHC (см. рисунок). Рассмотрим треугольник $$B_1C_1D$$ и подобный ему треугольник $$KCD$$ с коэффициентом подобия $$k=1$$ (то есть они равны между собой). Отсюда получаем, что $$CK=5$$. Имеем равнобедренный треугольник с углом $$\angle ACK=120{}^\circ $$ (так как угол $$ACB=60{}^\circ $$ у равностороннего треугольника $$ABC$$). В равнобедренном треугольнике высота $$CH$$, проведенная к основанию, является также и биссектрисой. Рассмотрим прямоугольный треугольник CHK, у которого гипотенуза $$CK=5$$ и прилегающий к ней угол $$KCH=60{}^\circ $$. Тогда катет $$CH$$ можно найти как $$CH={\cos 60{}^\circ \ }\cdot CK=\frac{5}{2}=2,5.$$ Найдем тангенс угла $$DHC$$ между плоскостями из прямоугольного треугольника $$DCH$$, получим: $${\tan \angle \ }DHC=\frac{DC}{CH}=\frac{1}{2,5}=\frac{2}{5}$$ и угол между плоскостями равен $$\alpha =\angle DHC=arctg\frac{2}{5}.$$
Задание 15
Решите неравенство $${{\log }_{\frac{3x-1}{x+2}} (2x^2+x-1)\ }\ge {{\log }_{\frac{3x-1}{x+2}} (11x-6-3x^2)\ }$$
1. ОДЗ: $$\left\{ \begin{array}{c} 2x^2+x-1>0 \\ 11x-6-3x^2>0 \\ \frac{3x-1}{x+2}>0 \\ \frac{3x-1}{x+2}\ne 1 \end{array} \right.$$
2. Рассмотрим по отдельности каждое неравенство из ОДЗ:
а) неравенство $$2x^2+x-1>0$$ имеет корни: $$x_1=-1\ ;x_2=\frac{1}{2}\ ;$$
б) неравенство $$11x-6-3x^2$$$$>0$$ имеет корни: $$x_1=\frac{2}{3};x_2=\ 3;$$
в) неравенство $$\frac{3x-1}{x+2}>0$$ имеет корни: $$x_1=\frac{1}{3};x_2=-2;$$
г) неравенство $$\frac{3x-1}{x+2}\ne 1\to 3x-1\ne x+2$$ и $$x\ne 1,5$$
3. Объединяя все четыре решения, получаем: $$x\in (\frac{2}{3};1,5)\cup (1,5;3)$$
4. Возвращаемся к исходному неравенству и воспользуемся методом рационализации: $${{\log }_n f\ }-{{\log }_n g\ }\to \left(n-1\right)\left(f-g\right).$$
Таким образом, на заданном ОДЗ можем записать: $$(\frac{3x-1}{x+2}-1)(2x^2+x-1-11x+6+3x^2)\ge 0.$$ Упрощаем выражение, получаем: $$\left(\frac{2x-3}{x+2}\right)\left(5x^2-10x+5\right)\ge 0\to \left(\frac{2x-3}{x+2}\right){\left(x-1\right)}^2\ge 0.$$
Получаем решения: $$\left\{ \begin{array}{c} x\ne 1,5 \\ x=1 \\ x\ne -2 \end{array} \right.\to x\in \left(-\infty ;-2\right)\cup [1]\cup (1,5;+\infty )$$.
5. Пересекаем ОДЗ с полученным решением, окончательно получаем: $$x\in [1]\cup (1,5;3)$$
Задание 16
Отрезок, соединяющий середины М и N оснований соответственно ВС и AD трапеции ABCD, разбивает её на две трапеции, в каждую из которых можно вписать окружность.
а) Докажите, что трапеция ABCD равнобедренная.
б) Известно, что радиус этих окружностей равен 4, а меньшее основание ВС исходной трапеции равно 14. Найдите радиус окружности, касающейся боковой стороны АВ, основания AN трапеции ABMN и вписанной в неё окружности.
а) Дана трапеция ABCD, в которой M - середина BC, а N - середина AD (см. рисунок ниже). Следовательно, $$BM=MC$$ и $$AN=ND (1)$$. По условию задания в трапецию ABMN можно вписать окружность, значит, суммы ее противоположных сторон равны: $$AB+MN\ =\ BM+AN$$, откуда $$MN\ =\ BM+AN-AB.$$ Аналогично для трапеции MCDN: $$CD+MN\ =\ MC+ND.$$ $$MN\ =\ MC+ND-CD.$$
Приравниваем два выражения для MN, имеем: $$BM+AN-AB\ =\ MC+ND-CD$$ и, учитывая равенство (1), получаем: $$AB\ =\ CD$$
Получаем равенство боковых сторон, значит, трапеция ABCD - равнобедренная.
б) Так как радиус вписанных окружностей равен 4, значит, высота трапеции $$MN=2\cdot 4=8.$$ Также по условию дана длина $$BC=14$$ и, следовательно, $$BM=BC:2=14:2=7.$$ Обозначим BF через x (см. рисунок ниже). Тогда $$BM_1=x\ $$как отрезки касательных.
Получаем, что $$M_1M=7-x$$, поэтому и $$MZ=7-x$$, $$NZ\ =\ MN-MZ\ =\ 8-(7-x)\ =\ x+1,$$ следовательно, $$N_1N=x+1$$ (так как соответствующие отрезки касательных равны). Так как $$MZ=ZN$$ (радиус $$O_1Z$$ вписанной окружности будет параллелен основаниям трапеции), имеем: $$7-x=x+1\to x=3.$$
Значит, $$BF=BM_1\ =\ 3$$. Рассмотрим прямоугольный треугольник $$BO_1A$$ (он прямоугольный, так как $$AO_1$$ и $$BO_1$$ - биссектрисы, а $$\angle A+\angle B=180{}^\circ $$, поэтому $$\angle BO_1A=90{}^\circ $$). Квадрат высоты $$OF_1$$, проведенной из прямого угла, равен: $$O_1F^2=BF\cdot FA\to FA=\frac{16}{3}$$ и по теореме Пифагора $$O_1A=\sqrt{O_1F^2-FA^2}=\sqrt{16+\frac{{16}^2}{9}}=\frac{20}{3}.$$
Обозначим радиус малой окружности $$AO=y$$, тогда $$OA=O_1A-OO_1=O_1A-\left(4+y\right)=\frac{8}{3}-y.$$
Учитывая, что треугольники $$AFO_1$$ и $$AYO$$ подобны по двум углам, можем записать отношение: $$\frac{y}{4}=\frac{AO}{AO_1}=\frac{\frac{8}{3}-y}{\frac{20}{3}}\to 32-12=20y\to y=1$$
Задание 17
В двух областях есть по 20 рабочих, каждый из которых готов трудиться по 10 часов в сутки на добыче алюминия или никеля. В первой области один рабочий за час добывает 0,2 кг алюминия или 0,2 кг никеля. Во второй области для добычи х кг алюминия в день требуется $$х^2$$ человеко-часов труда, а для добычи у кг никеля в день требуется $$у^2$$ человеко-часов труда.
Обе области поставляют добытый металл на завод, где для нужд промышленности производится сплав алюминия и никеля, в котором на 1 кг алюминия приходится 1 кг никеля. При этом области договариваются между собой вести добычу металлов так, чтобы завод мог произвести наибольшее количество сплава. Сколько килограммов сплава при таких условиях ежедневно сможет произвести завод?
Чтобы произвести максимальный объем сплава, необходимо добыть максимальное количество алюминия и никеля в обеих областях, в равных пропорциях, чтобы не было переизбытка материала. Очевидно, что в первой области 20 рабочих следует разделить на две равные группы по 10 человек, которые буду добывать $$0,2\cdot 10\cdot 10=20$$ кг алюминия и $$0,2\cdot 10\cdot 10=20$$ кг никеля в сутки.
Во второй области следует также поровну распределить рабочих по 10 человек, которые добудут $$\sqrt{10\cdot 10}=10$$ кг алюминия и $$\sqrt{10\cdot 10}=10$$ кг никеля.
В итоге, поставляя на завод в сумме по 30 кг алюминия и 30 кг никеля, можно будет выплавлять по 60 кг сплава ежедневно.
Задание 18
Найдите все значения $$a$$, при каждом из которых система уравнений $$\left\{ \begin{array}{c} x^2+5x+y^2-y-\left|x-5y+5\right|=52 \\ y-2=a(x-5) \end{array} \right.$$ имеет ровно два решения.
Рассмотрим два случая:
$$1: \left\{ \begin{array}{c} x-5y+5\ge 0 \\ x^2+5x+y^2-y-\left(x-5y+5\right)=52 \end{array} \right.\leftrightarrow \left\{ \begin{array}{c} x-5y+5\ge 0 \\ x^2+4x+y^2+4y=57 \end{array} \right.\leftrightarrow$$ $$\leftrightarrow \left\{ \begin{array}{c} x-5y+5\ge 0 \\ {\left(x+2\right)}^2+{\left(y+2\right)}^2=65 \end{array} \right.$$
Получили дугу окружности с центром $$A(-2;2)$$ радиуса $$\sqrt{65}.$$
$$2: \left\{ \begin{array}{c} x-5y+5<0 \\ x^2+5x+y^2-y+\left(x-5y+5\right)=52 \end{array} \right.\leftrightarrow \left\{ \begin{array}{c} x-5y+5<0 \\ x^2+6x+y^2-6y=47 \end{array} \right.\leftrightarrow$$ $$\leftrightarrow \left\{ \begin{array}{c} x-5y+5<0 \\ {\left(x+3\right)}^2+{\left(y-3\right)}^2=65 \end{array} \right.\ $$
Получили дугу окружности с центром $$A(-3;3)$$ радиуса $$\sqrt{65}.$$
Решив эти системы, получим точки пересечения окружностей $$C(5;2)$$ и $$D\left(-10;-1\right).$$
Второе уравнение исходной системы представляет собой пучок прямых, проходящих через точку $$C.$$
Решениями системы являются фиксированная точка $$C(5;2)$$ и подвижная точка E - пересечения совокупности дуг с прямой пучка. Необходимо два решения. Значит, прямая пучка не должна пересекать дуги в прямых точках, кроме $$C$$ и $$E$$.
Поскольку коэффициент прямой AC равен $$-\frac{1}{8},$$ то касательная, перпендикулярная АС в точке С имеет наклон 8. Поскольку коэффициент прямой ВС равен $$\frac{4}{7},$$ то касательная, перпендикулярная радиусу BC в точке С имеет наклон $$-\frac{7}{4}.$$ При изменении наклона прямой пучка в промежутке $$\left[-\frac{7}{4};8\right]$$ не будет появляться новых точек пересечения (кроме С и Е).
Ответ: $$a\in [-\frac{7}{4};8]$$
Задание 19
Назовём натуральное число палиндромом, если в его десятичной записи все цифры расположены симметрично (совпадают первая и последняя цифры, вторая и предпоследняя, и т.д.). Например, числа 121 и 953359 являются палиндромами, а числа 10 и 953953 не являются палиндромами.
а) Число-палиндром - это число, которое остается неизменным, если его читать наоборот. Возьмем четырехзначное число-палиндром и составим его из цифр a и b, получим: abba. Нужно подобрать цифры a и b так, чтобы число abba делилось на 15, т.е. оно должно быть кратно 15. Чтобы число было кратно 15, цифра a должна быть равна 5. Остается подобрать цифру b так, чтобы число было кратно 15, получим:
- число 5115 - кратно 15;
- число 5225 - не кратно 15;
- число 5335 - не кратно 15;
- число 5445 - кратно 15; и т.д.
б) Чтобы число делилось на 15, последняя цифра должна быть 5 (0 на конце недопустим), получим числа по форме 5aba5. Также это число должно делиться еще и на 3, т.к. $$15=3\cdot 5$$, где 3 и 5 - простые числа. Признаком делимости числа на 3 является то, что сумма цифр числа делится на 3, таким образом, получаем условие: $$5+a+b+a+5=10+2a+b$$ должно быть кратно 3. Очевидно, цифра b может быть от 0 до 9, имеем:
- для b=0: $$10+2a\to a=1;4;7$$;
- для b=1: $$11+2a\to a=2;5;8$$;
- для b=2: $$12+2a\to a=0;3;6;9$$;
- для b=3: $$13+2a\to a=1;4;7$$.
Дальше все повторяется, т.к. сумма увеличилась на 3. Таким образом, в первой тройке значений имеем 10 вариантов чисел-палиндромов. Аналогично для второй и третьей тройки. В последнем варианте при $$b=9$$ имеем 3 варианта и того $$30+3=33$$ варианта.
в) Найдем 37-е по счету число-палиндром, начиная с самого младшего, т.е. с трехзначного числа типа 5a5, затем переберем четырехзначные 5aa5, получим:
- для трехзначных: 525, 555, 585;
- для четырехзначных: 5115, 5445, 5775;
Итак, имеем 6 первых чисел-палиндромов. В соответствии со схемой, представленной в пункте б), найдем 37-е число-палиндром. По сути, нужно найти $$37-6=31$$-е пятизначное число-палиндром, которое будет соответствовать $$b=2$$ и $$a=9$$, т.е. получим число 59295