СПРАВИТСЯ ЛИ GEMINI С ЦТ ПО МАТЕМАТИКЕ? ПОВТОРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ

А сегодня продолжим повторный эксперимент в формате «было/стало», но уже с GEMINI:

Описание эксперимента
В феврале этого года я опубликовал две заметки: «Справится ли ChatGPT с ЦТ по математике?» и «Справится ли Gemini с ЦТ по математике?» И вот во время разговора с коллегой у меня как раз и родилась идея для нового «эксперимента»: посмотреть на динамику. Изменились ли результаты за это время? Стали ли модели «умнее»? Решают ли они теперь задачи иначе? А если найду в себе силы (и/или ресурсы), то в этот раз я не ограничусь только итогами вычислений. Хочется наконец-то разобрать сами решения, сравнить подходы и понять, что именно модели считают «решением» — и насколько это похоже на наше человеческое понимание.

Далее в формате «было/стало» я повторно «прорешаю» задания ЦТ и посмотрю на итоговые результаты, ну а выводы, как обычно, сделаете сами.

Задание А1


ИИ Решение:

Было Стало
  1. Определим цену деления:

    • На отрезке от 0 до 1 расположено 10 делений.
    • Значит, цена одного деления равна 1 / 10 = 0,1.
  2. Найдем координату каждой точки:

    • A: 1 + 5 * 0,1 = 1,5
    • B: 1 + 6 * 0,1 = 1,6
    • C: 1 + 3 * 0,1 = 1,3
    • D: 0 * 0,1 = 0
    • E: 1 + 8 * 0,1 = 1,8
  3. Сравним координаты с заданным числом:

    • Координата точки B равна 1,6, что совпадает с заданным числом.

Ответ:

Числу 1,6 на координатной прямой соответствует точка B (вариант ответа №2).

## Решение задачи A1: Нахождение точки, соответствующей числу 1,6

Для решения этой задачи необходимо определить цену деления на координатной прямой и найти положение числа **1,6**.

### 1. Определение цены деления 📏

На координатной прямой отмечено начало отсчета **$O$** (соответствует числу **0**) и число **1**.

1. Посчитаем количество равных отрезков (делений) между точками $O$ и $1$.
2. На рисунке видно, что между $O$ (0) и отметкой 1 расположено **5** равных маленьких отрезков (делений).
3. Следовательно, цена одного деления (маленького отрезка) равна:
$$\text{Цена деления} = \frac{1 — 0}{5} = \frac{1}{5} = 0,2$$

### 2. Определение положения числа 1,6 🔍

Теперь, зная цену деления (0,2), мы можем найти, какому количеству делений от начала отсчета ($O$) соответствует число **1,6**.

1. Количество делений от $O$ до 1,6:
$$\text{Количество делений} = \frac{1,6}{0,2} = \frac{16}{2} = 8$$

2. Таким образом, числу **1,6** соответствует точка, расположенная на **8-м** делении вправо от начала отсчета $O$.

### 3. Определение соответствующей точки 🎯

Отсчитаем 8 делений вправо от точки $O$:

* 1-е деление: 0,2
* 2-е деление: 0,4
* 3-е деление: 0,6
* 4-е деление: 0,8
* 5-е деление: 1 (отметка «1»)
* 6-е деление: 1,2
* 7-е деление: 1,4
* **8-е деление: 1,6**

На рисунке видно, что на 8-м делении находится точка **$E$**.

### 4. Ответ ✅

Числу **1,6** на координатной прямой соответствует точка **$E$**.

**Правильный вариант ответа:** 5) $E$.

Задание А2

ИИ Решение:

Было Стало
  1. Анализ плоскости DSO:

    • Плоскость DSO проходит через точку D, вершину пирамиды S и точку O (центр основания).
    • Значит, эта плоскость содержит диагональ основания BD.
  2. Анализ плоскости SCB:

    • Плоскость SCB проходит через вершину пирамиды S и сторону основания CB.
  3. Поиск линии пересечения:

    • Обе плоскости (DSO и SCB) содержат точку S.
    • Плоскость DSO содержит диагональ BD, а плоскость SCB содержит сторону CB.
    • Диагональ BD и сторона CB пересекаются в точке B.
    • Следовательно, линия пересечения плоскостей DSO и SCB проходит через точки S и B.

Ответ:

Прямая, по которой пересекаются плоскости DSO и SCB, — это прямая SB (вариант ответа №4).

## Решение задачи А2: Нахождение линии пересечения плоскостей

Нам нужно найти прямую, по которой пересекаются плоскости **$DSO$** и **$SCB$**.

### 1. Определение первой общей точки

1. Рассмотрим плоскость **$DSO$**. Эта плоскость содержит вершину пирамиды **$S$** и прямую **$DO$** (часть диагонали $BD$).
2. Рассмотрим плоскость **$SCB$**. Эта плоскость содержит вершину пирамиды **$S$** и прямую **$BC$** (сторона основания).
3. Очевидно, что **точка $S$** является общей для обеих плоскостей ($S \in DSO$ и $S \in SCB$).

### 2. Определение второй общей точки

Прямая пересечения двух плоскостей должна проходить через их общие точки. Так как точка $S$ уже найдена, нужно найти еще одну общую точку.

1. Рассмотрим основания данных плоскостей в плоскости основания пирамиды $ABCD$:
* Плоскость $DSO$ проходит через прямую $DO$, которая является частью диагонали $\mathbf{BD}$.
* Плоскость $SCB$ проходит через прямую $\mathbf{BC}$.

2. Найдем точку пересечения этих двух прямых основания: $BD$ и $BC$.
* Прямые $BD$ и $BC$ пересекаются в **точке $B$**.
* Поскольку **точка $B$** лежит на прямой $DO$ ($B$ лежит на $BD$, а $DO$ — часть $BD$), она принадлежит плоскости **$DSO$**.
* Поскольку **точка $B$** лежит на прямой $BC$, она принадлежит плоскости **$SCB$**.

3. Следовательно, **точка $B$** является второй общей точкой для плоскостей $DSO$ и $SCB$.

### 3. Формулировка ответа

Две плоскости пересекаются по прямой, проходящей через их общие точки **$S$** и **$B$**.

Таким образом, линия пересечения плоскостей $DSO$ и $SCB$ — это прямая **$SB$**.

**Правильный вариант ответа:** 4) $SB$.

Задание А3

ИИ Решение:

Было Стало
  1. Вспомним определение синуса:

    • Синус угла x (sinx) — это ордината точки, находящейся на единичной окружности, соответствующая углу x.
  2. Когда синус равен нулю?

    • Синус равен нулю, когда точка на единичной окружности находится на горизонтальной оси (ось абсцисс).
    • Это происходит при углах, кратных π (180 градусов), то есть 0, ±π, ±2π, ±3π и т.д.
  3. Проверим каждое значение аргумента:

    • -π/6: sin(-π/6) = -1/2 (не равно 0)
    • π/4: sin(π/4) = √2/2 (не равно 0)
    • π/3: sin(π/3) = √3/2 (не равно 0)
    • 3π/2: sin(3π/2) = -1 (не равно 0)
    • -6π: sin(-6π) = 0 (равно 0)

Ответ:

Значение функции y = sinx равно нулю при значении аргумента -6π (вариант ответа №5).

## Решение задачи А3: Нахождение корней синуса 📐

Требуется найти такое значение аргумента $x$ из предложенного списка, при котором значение функции $y = \sin x$ равно нулю, то есть $\sin x = 0$.

### 1. Условие равенства синуса нулю

Функция $\sin x$ равна нулю при всех значениях аргумента $x$, которые можно записать в виде:
$$x = \pi k, \quad k \in \mathbb{Z}$$
где $k$ — любое целое число.

### 2. Проверка предложенных значений

Проверим, какие из предложенных значений аргумента ($-\frac{\pi}{6}$, $\frac{\pi}{4}$, $\frac{\pi}{3}$, $\frac{3\pi}{2}$, $-6\pi$) удовлетворяют условию $\sin x = 0$.

* **1) $x = -\frac{\pi}{6}$:**
$$\sin \left(-\frac{\pi}{6}\right) = -\sin\left(\frac{\pi}{6}\right) = -\frac{1}{2} \neq 0$$

* **2) $x = \frac{\pi}{4}$:**
$$\sin \left(\frac{\pi}{4}\right) = \frac{\sqrt{2}}{2} \neq 0$$

* **3) $x = \frac{\pi}{3}$:**
$$\sin \left(\frac{\pi}{3}\right) = \frac{\sqrt{3}}{2} \neq 0$$

* **4) $x = \frac{3\pi}{2}$:**
$$\sin \left(\frac{3\pi}{2}\right) = -1 \neq 0$$

* **5) $x = -6\pi$:**
$$x = -6\pi = \pi \cdot (-6)$$
Это значение имеет вид $\pi k$, где $k = -6$ (целое число). Следовательно:
$$\sin (-6\pi) = 0$$

### 3. Ответ ✅

Значение функции $y = \sin x$ равно нулю при $x = -6\pi$.

**Правильный вариант ответа:** 5) $-6\pi$.

Задание А4

ИИ Решение:

Было Стало
  1. Вспомним формулу деления с остатком:

    • Делимое = Делитель * Неполное частное + Остаток
  2. Подставим известные значения:

    • Делимое = n
    • Делитель = 15
    • Неполное частное = k
    • Остаток = 7
  3. Запишем формулу:

    • n = 15 * k + 7

Ответ:

Формула, по которой можно найти делимое n, имеет вид n = 15k + 7 (вариант ответа №3).

## Решение задачи А4: Формула деления с остатком ➗

Основное правило деления с остатком гласит:

$$\text{Делимое} = \text{Делитель} \cdot \text{Неполное частное} + \text{Остаток}$$

В данной задаче заданы следующие величины:
* **Делимое:** $n$
* **Делитель:** $15$
* **Неполное частное:** $k$
* **Остаток:** $7$

### Подстановка значений в формулу

Подставим заданные значения в формулу деления с остатком:
$$n = 15 \cdot k + 7$$
или
$$n = 15k + 7$$

### Сравнение с предложенными вариантами

Сравним полученную формулу с предложенными вариантами:
1. $n = 15(k + 7) \implies n = 15k + 105$
2. $n = k + 22$
3. **$n = 15k + 7$**
4. $n = 7k + 15$
5. $n = 7(k + 15) \implies n = 7k + 105$

Формула **3)** $n = 15k + 7$ точно соответствует правилу деления с остатком для данных условий.

**Правильный вариант ответа:** 3.

Задание А5

ИИ Решение:

Было Стало
  1. Вспомним теорему Виета: Для квадратного уравнения вида ax² + bx + c = 0 произведение корней равно c/a.

  2. Проверим каждое уравнение:

    1. (x^{2}-6x+5=0)

      • a = 1, c = 5
      • Произведение корней: 5/1 = 5 (подходит)
    2. (x^{2}-4x+5=0)

      • a = 1, c = 5
      • Произведение корней: 5/1 = 5 (подходит)
    3. (x^{2}-5x+6=0)

      • a = 1, c = 6
      • Произведение корней: 6/1 = 6 (не подходит)
    4. (x^{2}+5x=0)

      • a = 1, c = 0
      • Произведение корней: 0/1 = 0 (не подходит)
    5. (x^{2}-5=0)

      • a = 1, c = -5
      • Произведение корней: -5/1 = -5 (не подходит)
  3. Оба уравнения (1 и 2) имеют произведение корней равное 5.

    • Однако, составители задачи скорее всего предполагали единственный верный ответ.
    • Уравнение №1 имеет корни x₁ = 1 и x₂ = 5 (действительные).
    • Уравнение №2 имеет корни x₁ = 2 + i и x₂ = 2 — i (комплексные).

Ответ:

Произведение действительных корней равно 5 у уравнения (x^{2}-6x+5=0) (вариант ответа №1).

## Решение задачи А5: Произведение корней квадратного уравнения 🧐

Для решения этой задачи воспользуемся **теоремой Виета**.

### Теорема Виета

Для приведенного квадратного уравнения общего вида $x^2 + px + q = 0$, произведение корней $x_1$ и $x_2$ равно свободному члену $q$:
$$x_1 \cdot x_2 = q$$

Мы ищем уравнение, произведение действительных корней которого равно **5**.

### Проверка уравнений

Проверим каждое из предложенных уравнений вида $x^2 + px + q = 0$, где $q$ — свободный член.

1. **$x^2 — 6x + 5 = 0$**
* Свободный член $q = 5$.
* Произведение корней: $x_1 \cdot x_2 = 5$.
* *Проверка действительности корней:* Дискриминант $D = (-6)^2 — 4(1)(5) = 36 — 20 = 16$. Так как $D > 0$, корни действительны.
* **Условие выполняется.**

2. **$x^2 — 4x + 5 = 0$**
* Свободный член $q = 5$.
* Произведение корней: $x_1 \cdot x_2 = 5$.
* *Проверка действительности корней:* Дискриминант $D = (-4)^2 — 4(1)(5) = 16 — 20 = -4$. Так как $D < 0$, **действительных корней нет**.

3. **$x^2 — 5x + 6 = 0$**
* Свободный член $q = 6$.
* Произведение корней: $x_1 \cdot x_2 = 6$. (Не равно 5).

4. **$x^2 + 5x = 0$**
* Свободный член $q = 0$ (т.к. $x^2 + 5x + 0 = 0$).
* Произведение корней: $x_1 \cdot x_2 = 0$. (Не равно 5).

5. **$x^2 — 5 = 0$**
* Свободный член $q = -5$ (т.к. $x^2 + 0x — 5 = 0$).
* Произведение корней: $x_1 \cdot x_2 = -5$. (Не равно 5).

### Вывод ✅

Только квадратное уравнение **$x^2 — 6x + 5 = 0$** имеет действительные корни, произведение которых равно **5**.

**Правильный вариант ответа:** 1.

Задание А6

ИИ Решение:

Было Стало

Анализ рисунка:

На рисунке изображен промежуток от -6 (не включая -6) до 9 (включая 9). То есть, это интервал (-6; 9].

Проверка вариантов:

  1. (-6; +∞) и (-6; 9]:

    • (-6; +∞) — это все числа больше -6.
    • (-6; 9] — это все числа больше -6 и до 9 включительно.
    • Объединение этих промежутков дает (-6; +∞), что не совпадает с рисунком. (Не подходит)
  2. (-6; 0) и [0; 9]:

    • (-6; 0) — это все числа больше -6 и меньше 0.
    • [0; 9] — это все числа от 0 до 9 включительно.
    • Объединение этих промежутков дает (-6; 9], что совпадает с рисунком. (Подходит)
  3. (-∞; -6) и (-∞; 9]:

    • (-∞; -6) — это все числа меньше -6.
    • (-∞; 9] — это все числа меньше 9 включительно.
    • Объединение этих промежутков дает (-∞; 9], что не совпадает с рисунком. (Не подходит)
  4. (-6; 9] и (0; 4):

    • (-6; 9] — это все числа больше -6 и до 9 включительно.
    • (0; 4) — это все числа больше 0 и меньше 4.
    • Объединение этих промежутков не дает (-6; 9], так как числа от -6 до 0 не будут покрыты полностью. (Не подходит)
  5. (-∞; 9] и (-6; +∞):

    • (-∞; 9] — это все числа меньше 9 включительно.
    • (-6; +∞) — это все числа больше -6.
    • Объединение этих промежутков дает (-∞; +∞), что не совпадает с рисунком. (Не подходит)

Ответ:

Подходит только вариант №2: (-6; 0) и [0; 9].

## Решение задачи А6: Объединение промежутков 🤝

### 1. Определение промежутка на рисунке

Сначала определим, какой промежуток изображен на координатной прямой:

* Начало промежутка обозначено **выколотой точкой** на $-6$, что означает **$-6$ не входит** в промежуток (интервал).
* Конец промежутка обозначен **закрашенной точкой** на $9$, что означает **$9$ входит** в промежуток (отрезок).
* Все числа между $-6$ и $9$ включены.

Таким образом, на рисунке изображен промежуток **$(-6; 9]$**.

### 2. Проверка вариантов объединения

Нам нужно найти пару промежутков, **объединение** которых (операция $\cup$) равно $(-6; 9]$.

* **1) $(-6; +\infty)$ и $(-6; 9]$**
$$(-6; +\infty) \cup (-6; 9] = (-6; +\infty)$$
(Неверно)

* **2) $(-6; 0)$ и $[0; 9]$**
* Промежуток $(-6; 0)$ включает числа $x$ такие, что $-6 < x < 0$.
* Промежуток $[0; 9]$ включает числа $x$ такие, что $0 \le x \le 9$.
* При объединении эти два промежутка сливаются в один, так как точка $0$ включает правый промежуток:
$$(-6; 0) \cup [0; 9] = \mathbf{(-6; 9]}$$
* **Условие выполняется.**

* **3) $(-\infty; -6)$ и $(-\infty; 9]$**
$$(-\infty; -6) \cup (-\infty; 9] = (-\infty; 9]$$
(Неверно)

* **4) $(-6; 9]$ и $(0; 4)$**
$$(-6; 9] \cup (0; 4) = (-6; 9]$$
(Это объединение равно первому промежутку, но не является слиянием двух разных частей)

* **5) $(-\infty; 9]$ и $(-6; +\infty)$**
$$(-\infty; 9] \cup (-6; +\infty) = (-\infty; +\infty)$$
(Неверно)

### 3. Ответ ✅

Объединение промежутков $(-6; 0)$ и $[0; 9]$ дает искомый промежуток $(-6; 9]$.

**Правильный вариант ответа:** 2.

Задание А7

ИИ Решение:

Было Стало
  1. Переведем рубли в копейки:

    • В 1 рубле 100 копеек.
    • У Толи было 6 рублей, значит, у него было 6 * 100 = 600 копеек.
  2. Найдем стоимость альбомов:

    • Один альбом стоит 1 р. 20 к. = 120 к.
    • Толя купил 3 альбома, значит, их стоимость равна 3 * 120 = 360 копеек.
  3. Найдем стоимость карандашей:

    • Один карандаш стоит 25 копеек.
    • Толя купил 5 карандашей, значит, их стоимость равна 5 * 25 = 125 копеек.
  4. Найдем общую стоимость покупки:

    • Общая стоимость покупки равна стоимости альбомов плюс стоимость карандашей: 360 + 125 = 485 копеек.
  5. Найдем, сколько денег осталось у Толи:

    • У Толи было 600 копеек, а покупка стоила 485 копеек.
    • Значит, у него осталось 600 — 485 = 115 копеек.

Ответ:

У Толи осталось 115 копеек (вариант ответа №1).

## Решение задачи А7: Расчет оставшихся денег 💰

Для решения задачи необходимо перевести все суммы в копейки, рассчитать общую стоимость покупки и вычесть ее из первоначальной суммы денег.

### 1. Перевод всех сумм в копейки

В одном рубле (р.) содержится 100 копеек (к.).

* **Начальная сумма:** $6 \text{ р.} = 6 \cdot 100 \text{ к.} = 600 \text{ к.}$
* **Стоимость одного альбома:** $1 \text{ р.} 20 \text{ к.} = 100 \text{ к.} + 20 \text{ к.} = 120 \text{ к.}$
* **Стоимость одного карандаша:** $25 \text{ к.}$

### 2. Расчет общей стоимости покупки

Толя купил 3 альбома и 5 карандашей.

* **Стоимость альбомов:** $3 \cdot 120 \text{ к.} = 360 \text{ к.}$
* **Стоимость карандашей:** $5 \cdot 25 \text{ к.} = 125 \text{ к.}$
* **Общая стоимость покупки:** $360 \text{ к.} + 125 \text{ к.} = 485 \text{ к.}$

### 3. Расчет оставшейся суммы

Вычтем общую стоимость покупки из начальной суммы:

* **Остаток:** $600 \text{ к.} — 485 \text{ к.} = 115 \text{ к.}$

### 4. Ответ ✅

У Толи осталось **115 копеек**.

**Правильный вариант ответа:** 1) 115 к.

Задание А8

ИИ Решение:

Было Стало
  1. Вычислим (\arcsin(-1)):

    • (\arcsin(x)) — это угол, синус которого равен x.
    • Мы ищем угол, синус которого равен -1.
    • Этот угол равен (-\frac{\pi}{2}) или -90 градусов.
  2. Вычислим (\frac{38}{\pi} \cdot \arcsin(-1)):

    • (\frac{38}{\pi} \cdot \arcsin(-1) = \frac{38}{\pi} \cdot (-\frac{\pi}{2}) = -19)
  3. Вычислим (-|-7|):

    • Модуль числа |-7| равен 7.
    • Значит, -|-7| = -7.
  4. Вычислим все выражение:

    • (\frac{38}{\pi} \cdot \arcsin(-1) — |-7| = -19 — 7 = -26)

Ответ:

Значение выражения равно -26 (вариант ответа №5).

## Решение задачи А8: Вычисление значения выражения 🧮

Требуется найти значение выражения:
$$\frac{38}{\pi} \cdot \arcsin(-1) — |-7|$$

### 1. Вычисление $\arcsin(-1)$

Функция $\arcsin(x)$ возвращает угол $\alpha \in \left[-\frac{\pi}{2}; \frac{\pi}{2}\right]$, синус которого равен $x$.
$$\sin \alpha = -1$$
Этот угол равен **$-\frac{\pi}{2}$**.
$$\arcsin(-1) = -\frac{\pi}{2}$$

### 2. Вычисление $|-7|$

Модуль числа — это расстояние от нуля до этого числа на координатной прямой, которое всегда является неотрицательным числом.
$$|-7| = 7$$

### 3. Подстановка и окончательный расчет

Подставим найденные значения в исходное выражение:
$$\frac{38}{\pi} \cdot \left(-\frac{\pi}{2}\right) — 7$$

1. Умножим первую часть выражения:
$$\frac{38}{\pi} \cdot \left(-\frac{\pi}{2}\right) = — \frac{38 \cdot \pi}{2 \cdot \pi} = — \frac{38}{2} = -19$$

2. Вычтем модуль:
$$-19 — 7 = \mathbf{-26}$$

### 4. Ответ ✅

Значение выражения равно $-26$.

**Правильный вариант ответа:** 5) $-26$.

Задание А9

ИИ Решение:

Было Стало
  1. Найдем сторону квадрата:

    • Диагональ квадрата связана со стороной (a) соотношением: d = a√2.
    • 8 = a√2
    • a = 8/√2 = 4√2
  2. Найдем радиус сферы (R):

    • Радиус сферы, проведенный в точку касания, перпендикулярен плоскости α.
    • Рассмотрим прямоугольный треугольник, образованный радиусом сферы (R), расстоянием от центра сферы до вершины квадрата (4√2) и половиной диагонали квадрата (4).
    • По теореме Пифагора: R² + 4² = (4√2)²
    • R² + 16 = 32
    • R² = 16
    • R = 4
  3. Найдем площадь сферы:

    • Площадь сферы (S) находится по формуле: S = 4πR²
    • S = 4π * 4² = 64π

Ответ:

Площадь сферы равна 64π (вариант ответа №3).

П## Решение задачи А9: Площадь сферы 🌐

Для нахождения площади сферы ($S$) нам необходимо знать ее радиус ($R$). Формула для площади сферы:
$$S = 4\pi R^2$$

### 1. Определение радиуса сферы ($R$)

Рассмотрим геометрию расположения сферы и квадрата.

1. **Касание плоскости:** Сфера касается плоскости $\alpha$ в точке пересечения диагоналей квадрата ($O$).
2. **Радиус и касание:** Радиус, проведенный из центра сферы ($C$) в точку касания ($O$), перпендикулярен плоскости $\alpha$.
3. **Вывод:** Расстояние от центра сферы ($C$) до плоскости $\alpha$ (точки $O$) равно радиусу сферы $\mathbf{R = CO}$.

### 2. Геометрия в плоскости $COV$

Пусть $V$ — одна из вершин квадрата (например, $V = A$).
Рассмотрим треугольник $\triangle COV$, где $C$ — центр сферы, $O$ — точка пересечения диагоналей, $V$ — вершина квадрата.

1. Так как $CO$ перпендикулярно плоскости $\alpha$ и $OV$ лежит в плоскости $\alpha$, то $\triangle COV$ является **прямоугольным** с прямым углом при вершине $O$.
2. Гипотенуза $CV$ — это расстояние от центра сферы до вершины квадрата, которое дано: $\mathbf{CV = 4\sqrt{2}}$.
3. Катет $CO$ — это искомый радиус $R$: $\mathbf{CO = R}$.
4. Катет $OV$ — это половина диагонали квадрата. Диагональ квадрата равна 8, следовательно: $\mathbf{OV} = \frac{8}{2} = \mathbf{4}$.

### 3. Нахождение радиуса $R$

Применим теорему Пифагора к прямоугольному треугольнику $\triangle COV$:
$$CV^2 = CO^2 + OV^2$$
$$(4\sqrt{2})^2 = R^2 + 4^2$$
$$16 \cdot 2 = R^2 + 16$$
$$32 = R^2 + 16$$
$$R^2 = 32 — 16$$
$$R^2 = 16$$
$$R = \sqrt{16} = \mathbf{4}$$

### 4. Расчет площади сферы

Теперь, зная радиус $R=4$, найдем площадь сферы:
$$S = 4\pi R^2 = 4\pi \cdot (4)^2 = 4\pi \cdot 16 = \mathbf{64\pi}$$

### Ответ ✅

Площадь сферы равна $64\pi$.

**Правильный вариант ответа:** 3) $64\pi$.

Задание А10

ИИ Решение:

Было Стало
  1. Проверим каждое выражение:

    1. (\frac{1}{\sqrt[5]{a-6}}):

      • При a = -6 выражение превращается в (\frac{1}{\sqrt[5]{-6-6}} = \frac{1}{\sqrt[5]{-12}}).
      • Корень пятой степени из отрицательного числа существует, поэтому выражение имеет смысл.
    2. (\sqrt{a^{5}}):

      • При a = -6 выражение превращается в (\sqrt{(-6)^{5}} = \sqrt{-7776}).
      • Корень четной степени из отрицательного числа не существует в области действительных чисел, поэтому выражение не имеет смысла.
    3. (\sqrt[5]{a}):

      • При a = -6 выражение превращается в (\sqrt[5]{-6}).
      • Корень пятой степени из отрицательного числа существует, поэтому выражение имеет смысл.
    4. (\frac{1}{\sqrt[6]{a-6}}):

      • При a = -6 выражение превращается в (\frac{1}{\sqrt[6]{-6-6}} = \frac{1}{\sqrt[6]{-12}}).
      • Корень четной степени из отрицательного числа не существует в области действительных чисел, поэтому выражение не имеет смысла.
    5. (\sqrt[6]{a}):

      • При a = -6 выражение превращается в (\sqrt[6]{-6}).
      • Корень четной степени из отрицательного числа не существует в области действительных чисел, поэтому выражение не имеет смысла.

Ответ:

Имеют смысл выражения под номерами 1 и 3 (варианты ответа №1 и №3).

## Решение задачи А10: Область определения выражений $\sqrt[n]{x}$ 🧠

Выражение имеет смысл, если при подстановке значения **$a = -6$** не возникают следующие недопустимые операции:
1. **Деление на ноль.**
2. **Извлечение корня чётной степени из отрицательного числа.**

Подставим $a = -6$ в каждое выражение и проверим его смысл.

### 1. Проверка выражений

| № | Выражение | Подстановка $a = -6$ | Проверка смысла |
| :—: | :—: | :—: | :— |
| **1)** | $\frac{1}{\sqrt[3]{a — 6}}$ | $\frac{1}{\sqrt[3]{-6 — 6}} = \frac{1}{\sqrt[3]{-12}}$ | $\sqrt[3]{-12}$ существует (корень нечетной степени из отрицательного числа). Деление на ноль: $\sqrt[3]{-12} \neq 0$. **Имеет смысл.** |
| **2)** | $\sqrt{a^5}$ | $\sqrt{(-6)^5} = \sqrt{-7776}$ | Корень **чётной** степени (квадратный) из **отрицательного** числа. **Не имеет смысла** (в области действительных чисел). |
| **3)** | $\sqrt[3]{a}$ | $\sqrt[3]{-6}$ | Корень **нечётной** степени из отрицательного числа. **Имеет смысл.** |
| **4)** | $\frac{1}{\sqrt[6]{a — 6}}$ | $\frac{1}{\sqrt[6]{-6 — 6}} = \frac{1}{\sqrt[6]{-12}}$ | Корень **чётной** степени из **отрицательного** числа. **Не имеет смысла.** |
| **5)** | $6\sqrt{a}$ | $6\sqrt{-6}$ | Корень **чётной** степени из **отрицательного** числа. **Не имеет смысла.** |

### 2. Вывод ✅

Выражения, которые имеют смысл при $a = -6$, это выражения **1)** и **3)**.

**Правильные варианты ответа:** 1) и 3).

Задание B1

 

ИИ Решение:

Было Стало

. Проверим каждое утверждение:

  • Утверждение 1: расстояние от точки (C_1) до прямой AB равно длине отрезка (BC_1).

    • Неверно. (BC_1) — наклонная к плоскости (A_1B_1C_1), а расстояние от точки до прямой измеряется перпендикуляром. Перпендикуляр от (C_1) к AB будет меньше, чем (BC_1).
  • Утверждение 2: расстояние от точки (C_1) до прямой AB равно длине отрезка (C_1M).

    • Неверно. (C_1M) не перпендикулярно AB.
  • Утверждение 3: расстояние от точки A до прямой BC равно длине отрезка AB.

    • Верно. Так как (\angle ABC = 90^\circ), AB перпендикулярно BC.
  • Утверждение 4: расстояние между прямыми (BB_1) и (CC_1) равно длине отрезка (BC_1).

    • Неверно. (BB_1) и (CC_1) параллельны, расстояние между ними равно расстоянию от любой точки одной прямой до другой прямой, например, от B до (CC_1). (BC_1) — наклонная.
  • Утверждение 5: расстояние между прямыми (A_1B_1) и AB равно длине отрезка (AA_1).

    • Верно. (AA_1) перпендикулярно плоскости, в которой лежат (A_1B_1) и AB.
  • Утверждение 6: расстояние от точки B до прямой AC равно длине отрезка BC.

    • Верно. Так как (\angle ABC = 90^\circ), BC перпендикулярно AC.

2. Записываем ответ:

Верные утверждения: 3, 5, 6.

Ответ: 356.

## Решение задачи B1: Верные утверждения о призме 📏

Дана прямая треугольная призма $ABCA_1B_1C_1$. Основание $ABC$ — прямоугольный треугольник, где $\angle ABC = 90^{\circ}$. $M$ — середина ребра $AB$.

Проверим каждое утверждение, используя определения расстояний в пространстве и свойства прямой призмы.

### 1. Расстояние от точки $C_1$ до прямой $AB$ равно длине отрезка $BC_1$

Расстояние от точки до прямой — это длина перпендикуляра, опущенного из точки на эту прямую.
1. Так как призма **прямая**, боковое ребро $BB_1$ перпендикулярно плоскости основания $ABC$, то $BB_1 \perp AB$.
2. По условию, $\angle ABC = 90^{\circ}$, следовательно, $CB \perp AB$.
3. По теореме о трех перпендикулярах, если проекция $CB$ перпендикулярна прямой $AB$, то наклонная $C_1B$ также должна быть перпендикулярна $AB$ в точке $B$.
* **Важно:** $\mathbf{CB}$ перпендикулярна $AB$ в точке $B$.
* $CB$ — проекция $C_1B$ на плоскость $ABC$.
* Отсюда $\mathbf{C_1B \perp AB}$.
4. Следовательно, расстояние от $C_1$ до $AB$ равно длине отрезка **$C_1B$**.
* Утверждение говорит, что расстояние равно $\mathbf{BC_1}$. Это **ВЕРНО**.

### 2. Расстояние от точки $C_1$ до прямой $AB$ равно длине отрезка $C_1M$

Расстояние, как показано в п. 1, равно $C_1B$. Так как $M$ — середина $AB$, и $B$ — точка, где перпендикуляр пересекает $AB$, то $M \neq B$ (если $AB > 0$).
* **Расстояние равно $C_1B$**, а не $C_1M$. Это **НЕВЕРНО**.

### 3. Расстояние от точки $A$ до прямой $BC$ равно длине отрезка $AB$

Расстояние от точки $A$ до прямой $BC$ — это длина перпендикуляра, опущенного из $A$ на $BC$.
1. По условию, $\angle ABC = 90^{\circ}$, следовательно, прямая **$AB$ перпендикулярна $BC$**.
2. Таким образом, отрезок **$AB$** является перпендикуляром, опущенным из $A$ на $BC$.
3. Следовательно, расстояние от $A$ до $BC$ равно длине отрезка $AB$. Это **ВЕРНО**.

### 4. Расстояние между прямыми $BB_1$ и $CC_1$ равно длине отрезка $BC_1$

Расстояние между параллельными прямыми равно длине отрезка, перпендикулярного обеим прямым, соединяющего их.
1. $BB_1$ и $CC_1$ — параллельные боковые ребра прямой призмы.
2. Перпендикуляром к этим прямым, лежащим в плоскости основания, является $BC$ ($\angle B_1BC = 90^{\circ}$ и $\angle B CC_1 = 90^{\circ}$).
3. Следовательно, расстояние между $BB_1$ и $CC_1$ равно длине отрезка **$BC$**.
* Утверждение говорит, что расстояние равно $\mathbf{BC_1}$. Это **НЕВЕРНО**.

### 5. Расстояние между прямыми $A_1B_1$ и $AB$ равно длине отрезка $AA_1$

Расстояние между параллельными прямыми $A_1B_1$ и $AB$ равно длине их общего перпендикуляра.
1. $A_1B_1$ и $AB$ — ребра оснований, лежащие в параллельных плоскостях.
2. Прямая $AA_1$ — боковое ребро прямой призмы, перпендикулярное обеим плоскостям оснований.
3. Следовательно, $AA_1 \perp AB$ и $AA_1 \perp A_1B_1$.
4. Расстояние между $A_1B_1$ и $AB$ равно длине отрезка **$AA_1$**. Это **ВЕРНО**.

### 6. Расстояние от точки $B$ до прямой $AC$ равно длине отрезка $BC$

Расстояние от точки $B$ до прямой $AC$ — это длина перпендикуляра, опущенного из $B$ на $AC$.
1. Поскольку $\angle ABC = 90^{\circ}$, $BC$ перпендикулярен $AB$, а не $AC$ (кроме случая, когда $ABC$ равнобедренный, что не гарантировано).
2. Для этого расстояния нужно опустить высоту $BH$ на гипотенузу $AC$ ($BH \perp AC$).
3. Так как $AC$ — гипотенуза, $BC$ не перпендикулярно $AC$.
* **Расстояние равно $BH$**, а не $BC$. Это **НЕВЕРНО**.

### Вывод

Верными являются утверждения **1, 3, 5**.

**Ответ:** 135 (или 315, 513 и т.д.)

Задание B2

ИИ Решение:

Было Стало

А) Точка пересечения с осью ординат:

  • Точка пересечения графика функции с осью ординат находится при x = 0.
  • Подставим x = 0 в уравнение функции: f(0) = 0² + 4*0 — 5 = -5.
  • Точка пересечения с осью ординат имеет координаты (0; -5).
  • Сумма координат точки пересечения равна 0 + (-5) = -5.

Б) Сумма нулей функции:

  • Нули функции — это значения x, при которых f(x) = 0.
  • Решим квадратное уравнение: x² + 4x — 5 = 0.
  • По теореме Виета, сумма корней квадратного уравнения ax² + bx + c = 0 равна -b/a.
  • В нашем случае, a = 1, b = 4, c = -5.
  • Сумма нулей функции равна -4/1 = -4.

В) Наименьшее значение функции:

  • График функции f(x) = x² + 4x — 5 является параболой, ветви которой направлены вверх (так как коэффициент при x² положительный).
  • Наименьшее значение функция принимает в вершине параболы.
  • Абсцисса вершины параболы находится по формуле: x_в = -b / 2a.
  • В нашем случае, x_в = -4 / 2*1 = -2.
  • Подставим x_в = -2 в уравнение функции, чтобы найти наименьшее значение: f(-2) = (-2)² + 4*(-2) — 5 = 4 — 8 — 5 = -9.

Ответ:

А5Б2В4

## Решение задачи В2: Свойства квадратичной функции

Дана функция $f(x) = x^2 + 4x — 5$, которая является параболой, ветви которой направлены вверх (так как коэффициент при $x^2$ равен $1 > 0$).

### А) Сумма координат точки пересечения графика данной функции с осью ординат

График функции пересекает ось ординат ($\mathbf{Oy}$) в точке, где $\mathbf{x = 0}$.

1. Найдем координату $y$ этой точки, подставив $x=0$ в функцию:
$$f(0) = (0)^2 + 4(0) — 5 = -5$$
2. Точка пересечения: $\mathbf{(0; -5)}$.
3. Сумма координат: $0 + (-5) = \mathbf{-5}$.

**A $\to$ 5**

### Б) Сумма нулей данной функции

Нули функции — это значения $x$, при которых $f(x) = 0$. Для приведенного квадратного уравнения $x^2 + px + q = 0$ сумма корней (нулей) $x_1$ и $x_2$ по **теореме Виета** равна $\mathbf{-p}$.

1. Уравнение: $x^2 + 4x — 5 = 0$.
2. Коэффициент $p = 4$.
3. Сумма нулей: $x_1 + x_2 = -4$.

*Проверка (необязательно):* $x^2 + 4x — 5 = 0 \implies (x+5)(x-1) = 0$. Корни $x_1=-5, x_2=1$. Сумма: $-5 + 1 = -4$.

**Б $\to$ 2**

### В) Наименьшее значение данной функции на области определения

Так как ветви параболы $f(x) = x^2 + 4x — 5$ направлены вверх, наименьшее значение функции достигается в **вершине параболы**.

1. Найдем координату $x$ вершины:
$$x_в = -\frac{p}{2} = -\frac{4}{2} = -2$$
2. Найдем наименьшее значение функции, подставив $x_в = -2$ в функцию:
$$f(-2) = (-2)^2 + 4(-2) — 5 = 4 — 8 — 5 = \mathbf{-9}$$

**В $\to$ 4**

### Окончательный ответ

Сочетание букв и цифр, в алфавитной последовательности букв:

| Начало | Окончание |
| :—: | :—: |
| **A** | **5** |
| **Б** | **2** |
| **В** | **4** |

**Ответ:** А5Б2В4

Задание B3

ИИ Решение:

Было Стало
  1. Найдем первое число, кратное 9 и больше 141:

    • Разделим 141 на 9: 141 / 9 = 15,666…
    • Ближайшее целое число больше 15,666… равно 16.
    • Первое число, кратное 9 и больше 141, равно 16 * 9 = 144.
  2. Найдем последнее число, кратное 9 и меньше 170:

    • Разделим 170 на 9: 170 / 9 = 18,888…
    • Ближайшее целое число меньше 18,888… равно 18.
    • Последнее число, кратное 9 и меньше 170, равно 18 * 9 = 162.
  3. Найдем все числа, кратные 9, больше 141 и меньше 170:

    • Это числа: 144, 153, 162.
  4. Найдем сумму этих чисел:

    • 144 + 153 + 162 = 459.

Ответ:

Сумма всех натуральных чисел, которые кратны 9 и больше 141, но меньше 170, равна 459.

## Решение задачи B3: Сумма натуральных чисел, кратных 9 ➕

Требуется найти сумму всех натуральных чисел $n$, которые удовлетворяют условиям:
1. Число кратно **9** (делится на 9 без остатка).
2. $141 < n < 170$.

### 1. Нахождение первого и последнего числа

Искомые числа образуют **арифметическую прогрессию** с разностью $d=9$.

1. **Находим первое число ($a_1$)**:
Разделим 141 на 9, чтобы найти ближайшее большее кратное 9:
$$141 \div 9 = 15 \text{ (остаток 6)}$$
Ближайшее большее число, кратное 9, равно $9 \cdot (15 + 1) = 9 \cdot 16 = \mathbf{144}$.
Таким образом, $\mathbf{a_1 = 144}$.

2. **Находим последнее число ($a_k$)**:
Разделим 170 на 9, чтобы найти ближайшее меньшее кратное 9:
$$170 \div 9 = 18 \text{ (остаток 8)}$$
Ближайшее меньшее число, кратное 9, равно $9 \cdot 18 = \mathbf{162}$.
Таким образом, $\mathbf{a_k = 162}$.

Следовательно, искомые числа: **144, 153, 162**.

### 2. Расчет суммы

Сумма этих чисел:
$$S = 144 + 153 + 162$$
$$S = (144 + 162) + 153$$
$$S = 306 + 153 = \mathbf{459}$$

*Альтернативный способ (через формулу суммы арифметической прогрессии):*
1. **Находим количество чисел ($k$)**:
$$k = \frac{a_k — a_1}{d} + 1 = \frac{162 — 144}{9} + 1 = \frac{18}{9} + 1 = 2 + 1 = 3$$
2. **Находим сумму ($S_k$)**:
$$S_k = \frac{a_1 + a_k}{2} \cdot k = \frac{144 + 162}{2} \cdot 3 = \frac{306}{2} \cdot 3 = 153 \cdot 3 = \mathbf{459}$$

### Ответ ✅

Сумма всех натуральных чисел, кратных 9 и лежащих в интервале $(141; 170)$, равна **459**.

**Ответ:** 459

Задание B4

ИИ Решение:

Было Стало
  1. Найдем cos α:

    • Воспользуемся основным тригонометрическим тождеством: sin²α + cos²α = 1.
    • cos²α = 1 — sin²α = 1 — (\frac{1}{25}) = (\frac{24}{25}).
    • cos α = ±(\sqrt{\frac{24}{25}}) = ±(\frac{2\sqrt{6}}{5}).
    • Поскольку нам не дано никаких уточнений относительно знака cos α, рассмотрим оба варианта.
  2. Найдем ctg α:

    • ctg α = (\frac{cos α}{sin α}).
    • Если cos α = (\frac{2\sqrt{6}}{5}), то ctg α = (\frac{2\sqrt{6}}{5}) / (\frac{1}{5}) = 2(\sqrt{6}).
    • Если cos α = -(\frac{2\sqrt{6}}{5}), то ctg α = -(\frac{2\sqrt{6}}{5}) / (\frac{1}{5}) = -2(\sqrt{6}).
  3. Найдем ctg2α:

    • Воспользуемся формулой для ctg двойного угла: ctg2α = (\frac{ctg²α — 1}{2 ctg α}).
    • Вариант 1: Если ctg α = 2(\sqrt{6}), то ctg2α = (\frac{(2\sqrt{6})² — 1}{2 * 2\sqrt{6}}) = (\frac{24 — 1}{4\sqrt{6}}) = (\frac{23}{4\sqrt{6}}) = (\frac{23\sqrt{6}}{24}).
    • Вариант 2: Если ctg α = -2(\sqrt{6}), то ctg2α = (\frac{(-2\sqrt{6})² — 1}{2 * (-2\sqrt{6})}) = (\frac{24 — 1}{-4\sqrt{6}}) = -(\frac{23}{4\sqrt{6}}) = -(\frac{23\sqrt{6}}{24}).

Ответ:

В зависимости от знака cos α, ctg2α может принимать два значения: (\frac{23\sqrt{6}}{24}) или -(\frac{23\sqrt{6}}{24}).

Поскольку в задании sin α = (\frac{1}{5}), угол α может находиться в первой или второй четверти. В первой четверти cos α > 0, во второй cos α < 0. Соответственно, получаем два варианта ответа.

## Решение задачи B4: Вычисление $\text{ctg}^2 \alpha$ 📐

Требуется найти значение выражения $\mathbf{\text{ctg}^2 \alpha}$, зная, что $\mathbf{\sin \alpha = \frac{1}{5}}$.

### 1. Использование основного тригонометрического тождества

Используем основное тригонометрическое тождество для нахождения $\cos^2 \alpha$:
$$\sin^2 \alpha + \cos^2 \alpha = 1$$

Подставим известное значение $\sin \alpha = \frac{1}{5}$:
$$\left(\frac{1}{5}\right)^2 + \cos^2 \alpha = 1$$
$$\frac{1}{25} + \cos^2 \alpha = 1$$
$$\cos^2 \alpha = 1 — \frac{1}{25}$$
$$\cos^2 \alpha = \frac{25 — 1}{25} = \frac{24}{25}$$

### 2. Вычисление $\text{ctg}^2 \alpha$

Котангенс определяется как отношение косинуса к синусу: $\text{ctg} \alpha = \frac{\cos \alpha}{\sin \alpha}$.
Следовательно, квадрат котангенса:
$$\text{ctg}^2 \alpha = \frac{\cos^2 \alpha}{\sin^2 \alpha}$$

Подставим найденные значения $\cos^2 \alpha = \frac{24}{25}$ и $\sin^2 \alpha = \frac{1}{25}$:
$$\text{ctg}^2 \alpha = \frac{\frac{24}{25}}{\frac{1}{25}}$$
$$\text{ctg}^2 \alpha = \frac{24}{25} \cdot \frac{25}{1} = \mathbf{24}$$

### 3. Альтернативный способ (через формулу)

Можно использовать тождество, связывающее $\text{ctg}^2 \alpha$ и $\sin^2 \alpha$:
$$1 + \text{ctg}^2 \alpha = \frac{1}{\sin^2 \alpha}$$

Выразим $\text{ctg}^2 \alpha$:
$$\text{ctg}^2 \alpha = \frac{1}{\sin^2 \alpha} — 1$$

Подставим $\sin \alpha = \frac{1}{5}$:
$$\text{ctg}^2 \alpha = \frac{1}{\left(\frac{1}{5}\right)^2} — 1 = \frac{1}{\frac{1}{25}} — 1 = 25 — 1 = \mathbf{24}$$

### Ответ ✅

Значение выражения $\text{ctg}^2 \alpha$ равно **24**.

**Ответ:** 24

Задание B5

ИИ Решение:

Было Стало
  1. Определим гипотенузу AB:

    • Центр окружности, описанной около прямоугольного треугольника, находится на середине гипотенузы.
    • Радиус этой окружности равен половине гипотенузы.
    • Значит, длина гипотенузы AB равна 2 * (18\sqrt{2}) = (36\sqrt{2}).
  2. Найдем косинус угла ACB (cos∠ACB):

    • В прямоугольном треугольнике косинус острого угла равен отношению прилежащего катета к гипотенузе.
    • cos∠ACB = BC / AB = (\frac{6\sqrt{2}}{36\sqrt{2}}) = (\frac{6}{36}) = (\frac{1}{6}).
  3. Вычислим значение выражения 90 — cos∠ACB:

    • 90 — cos∠ACB = 90 — (\frac{1}{6}) = (\frac{540}{6}) — (\frac{1}{6}) = (\frac{539}{6}) = 89(\frac{5}{6}).

Ответ:

Значение выражения 90 — cos∠ACB равно 89(\frac{5}{6}) или (\frac{539}{6}).

## Решение задачи B5: Вычисление выражения с косинусом 📐

Нам дано:
1. Треугольник $ABC$ **прямоугольный** ($\angle ABC = 90^{\circ}$).
2. Радиус описанной окружности $R = 18\sqrt{2}$.
3. Длина катета $BC = 6\sqrt{2}$.
4. Нужно найти значение выражения: $90 \cdot \cos \angle ACB$.

### 1. Нахождение гипотенузы $AC$

В прямоугольном треугольнике центр описанной окружности лежит на **середине гипотенузы**. Следовательно, радиус описанной окружности $R$ равен половине длины гипотенузы $AC$:
$$R = \frac{AC}{2}$$
Отсюда, длина гипотенузы $AC$:
$$AC = 2R = 2 \cdot 18\sqrt{2} = \mathbf{36\sqrt{2}}$$

### 2. Нахождение $\cos \angle ACB$

Косинус угла в прямоугольном треугольнике определяется как отношение **прилежащего катета** к **гипотенузе**.
Для угла $\angle ACB$ (обозначим его $\gamma$):
* Прилежащий катет: $BC = 6\sqrt{2}$.
* Гипотенуза: $AC = 36\sqrt{2}$.

$$\cos \angle ACB = \frac{BC}{AC} = \frac{6\sqrt{2}}{36\sqrt{2}}$$
$$\cos \angle ACB = \frac{6}{36} = \mathbf{\frac{1}{6}}$$

### 3. Вычисление итогового выражения

Подставим найденное значение косинуса в требуемое выражение:
$$90 \cdot \cos \angle ACB = 90 \cdot \frac{1}{6}$$
$$90 \cdot \frac{1}{6} = \frac{90}{6} = \mathbf{15}$$

### Ответ ✅

Значение выражения $90 \cdot \cos \angle ACB$ равно **15**.

**Ответ:** 15

Задание B6

ИИ Решение:

Было Стало
  1. Найдем знаменатель прогрессии (q):

    • В геометрической прогрессии каждый следующий член получается умножением предыдущего на знаменатель.
    • Значит, шестой член равен пятому члену, умноженному на знаменатель: 96 = 48 * q q = 96 / 48 = 2
  2. Найдем первый член прогрессии (b1):

    • Пятый член можно выразить через первый член и знаменатель: b5 = b1 * q^4.
    • Подставим известные значения: 48 = b1 * 2^4
    • 48 = b1 * 16
    • b1 = 48 / 16 = 3
  3. Найдем сумму четырех первых членов прогрессии (S4):

    • Сумма n первых членов геометрической прогрессии находится по формуле: Sn = b1 * (q^n — 1) / (q — 1)
    • Подставим известные значения: S4 = 3 * (2^4 — 1) / (2 — 1)
    • S4 = 3 * (16 — 1) / 1
    • S4 = 3 * 15 = 45

Ответ:

Сумма четырех первых членов геометрической прогрессии равна 45.

## Решение задачи B6: Сумма членов геометрической прогрессии ✖️

Даны два последовательных члена геометрической прогрессии:
* Пятый член: $b_5 = 48$
* Шестой член: $b_6 = 96$

Требуется найти сумму первых четырех членов: $S_4$.

### 1. Нахождение знаменателя прогрессии ($q$)

Знаменатель геометрической прогрессии $q$ находится как отношение любого члена к предыдущему:
$$q = \frac{b_6}{b_5} = \frac{96}{48} = \mathbf{2}$$

### 2. Нахождение первого члена прогрессии ($b_1$)

Формула $n$-го члена: $b_n = b_1 \cdot q^{n-1}$.
Используем $b_5$ и $q=2$:
$$b_5 = b_1 \cdot q^{5-1} = b_1 \cdot q^4$$
$$48 = b_1 \cdot 2^4$$
$$48 = b_1 \cdot 16$$
$$b_1 = \frac{48}{16} = \mathbf{3}$$

### 3. Нахождение суммы первых четырех членов ($S_4$)

Формула суммы $n$ первых членов геометрической прогрессии:
$$S_n = \frac{b_1(q^n — 1)}{q — 1}$$

Для $n=4$, $b_1=3$, и $q=2$:
$$S_4 = \frac{3(2^4 — 1)}{2 — 1}$$
$$S_4 = \frac{3(16 — 1)}{1}$$
$$S_4 = 3 \cdot 15 = \mathbf{45}$$

### Ответ ✅

Сумма четырех первых членов этой прогрессии равна **45**.

**Ответ:** 45

Задание B7

ИИ Решение:

Было Стало
  1. Переведем рубли в копейки:

    • В 1 рубле 100 копеек.
    • Проездной билет стоит 39 * 100 = 3900 копеек.
  2. Найдем 75% от стоимости поездок:

    • 75% = 0,75
    • 75% от суммы денег, потраченных на поездки, равны стоимости проездного билета, то есть 3900 копеек.
  3. Найдем общую сумму, потраченную на поездки:

    • Пусть x — общая сумма, потраченная на поездки.
    • 0,75x = 3900
    • x = 3900 / 0,75 = 5200 копеек.
  4. Найдем количество поездок:

    • Одна поездка стоит 80 копеек.
    • Количество поездок равно общей сумме, деленной на стоимость одной поездки: 5200 / 80 = 65.

Ответ:

Маша совершила 65 поездок на автобусе за месяц.

## Решение задачи B7: Расчет количества поездок на автобусе 🚌

### 1. Перевод стоимости в копейки и определение общей суммы расходов

Сначала переведем все рубли в копейки (1 рубль = 100 копеек):
* Стоимость проездного билета: $39 \text{ р.} = \mathbf{3900 \text{ к.}}$
* Стоимость одного билета на поездку: $\mathbf{80 \text{ к.}}$

Пусть **$S$** — общая сумма денег, которую Маша потратила за месяц на оплату поездок.

По условию, $\mathbf{75 \%}$ от этой суммы $\mathbf{S}$ равны стоимости проездного билета (3900 к.):
$$0,75 \cdot S = 3900$$

### 2. Нахождение общей суммы расходов ($S$)

Выразим $S$:
$$S = \frac{3900}{0,75}$$
$$S = \frac{3900}{\frac{3}{4}} = 3900 \cdot \frac{4}{3}$$
$$S = \frac{3900}{3} \cdot 4 = 1300 \cdot 4 = \mathbf{5200 \text{ к.}}$$

Общая сумма, которую Маша потратила за месяц, покупая только билеты на одну поездку, составила **5200 копеек**.

### 3. Расчет количества поездок ($N$)

Пусть $N$ — количество поездок. Общая сумма $S$ равна количеству поездок $N$, умноженному на стоимость одной поездки (80 к.):
$$N \cdot 80 = S$$
$$N = \frac{S}{80}$$

Подставим $S = 5200$:
$$N = \frac{5200}{80} = \frac{520}{8}$$

Разделим 520 на 8:
$$N = 65$$

### Ответ ✅

Маша совершила **65** поездок на автобусе за месяц.

**Ответ:** 65

Задание B8

ИИ Решение:

Было Стало
  1. Решим двойное неравенство:

    • Умножим все части неравенства на 2: -64 ≤ 3x — 2 < 54
    • Прибавим 2 ко всем частям неравенства: -62 ≤ 3x < 56
    • Разделим все части неравенства на 3: -(\frac{62}{3}) ≤ x < (\frac{56}{3})
    • -20,666… ≤ x < 18,666…
  2. Найдем наименьшее целое решение:

    • Наименьшее целое число, удовлетворяющее неравенству, равно -20.
  3. Найдем наибольшее целое решение:

    • Наибольшее целое число, удовлетворяющее неравенству, равно 18.
  4. Найдем сумму наименьшего и наибольшего целых решений:

    • -20 + 18 = -2.

Ответ:

Сумма наименьшего и наибольшего целых решений двойного неравенства равна -2.

## Решение задачи В8: Сумма наибольшего и наименьшего целых решений неравенства 🔢

Требуется найти сумму наименьшего и наибольшего **целых** решений двойного неравенства:
$$-3 \le 2 — \frac{3x — 2}{2} < 27$$

### 1. Упрощение двойного неравенства

Сначала вычтем **2** из всех частей неравенства:
$$-3 — 2 \le -\frac{3x — 2}{2} < 27 — 2$$
$$-5 \le -\frac{3x — 2}{2} < 25$$ Теперь умножим все части на **$-2$**. При умножении на отрицательное число **знаки неравенства меняются** на противоположные: $$(-5) \cdot (-2) \ge (3x — 2) > 25 \cdot (-2)$$
$$10 \ge 3x — 2 > -50$$

Перепишем неравенство в более привычном порядке (от меньшего к большему):
$$-50 < 3x — 2 \le 10$$

### 2. Выделение $x$

Прибавим **2** ко всем частям неравенства:
$$-50 + 2 < 3x \le 10 + 2$$
$$-48 < 3x \le 12$$

Разделим все части на **3**:
$$\frac{-48}{3} < x \le \frac{12}{3}$$
$$\mathbf{-16 < x \le 4}$$

### 3. Нахождение наибольшего и наименьшего целых решений

Промежуток решений $x$ — это $(-16; 4]$.

1. **Наименьшее целое решение ($x_{min}$):**
Так как $x$ строго больше $-16$, наименьшее целое число в этом промежутке — это $\mathbf{-15}$.
2. **Наибольшее целое решение ($x_{max}$):**
Так как $x$ меньше или равно $4$, наибольшее целое число в этом промежутке — это $\mathbf{4}$.

### 4. Расчет требуемой суммы

Найдем сумму наименьшего и наибольшего целых решений:
$$\text{Сумма} = x_{min} + x_{max} = -15 + 4 = \mathbf{-11}$$

### Ответ ✅

Сумма наименьшего и наибольшего целых решений неравенства равна **$-11$**.

**Ответ:** -11

Задание B9

ИИ Решение:

Было Стало

Решение задачи:

Условие:

Функция y = f(x) определена на множестве действительных чисел. Точки A(3; -2/3) и B(6; -3/4) принадлежат графику данной функции. Найдите значение выражения 6f(-3) + 8f(-6), если известно, что график функции y = f(x) симметричен относительно оси ординат.

Решение:

  1. Свойство симметрии относительно оси ординат:

    • Если график функции симметричен относительно оси ординат, то для любой точки (x; y) на графике точка (-x; y) также будет принадлежать графику.
    • Это означает, что f(-x) = f(x) для всех x.
  2. Найдем f(-3) и f(-6):

    • Так как график симметричен относительно оси ординат, то f(-3) = f(3) и f(-6) = f(6).
    • Из условия задачи нам дано, что f(3) = -2/3 и f(6) = -3/4.
    • Следовательно, f(-3) = -2/3 и f(-6) = -3/4.
  3. Вычислим значение выражения:

    • 6f(-3) + 8f(-6) = 6 * (-2/3) + 8 * (-3/4) = -4 — 6 = -10.

Ответ:

Значение выражения 6f(-3) + 8f(-6) равно -10.

## Решение задачи B9: Использование свойства чётной функции 💡

Нам нужно найти значение выражения $\mathbf{6f(-3) + 8f(-6)}$, если известно, что график функции $y = f(x)$ симметричен относительно **оси ординат** ($\mathbf{Oy}$), и даны две точки на графике: $A\left(3; \frac{2}{3}\right)$ и $B\left(6; \frac{3}{4}\right)$.

### 1. Определение типа функции

Если график функции симметричен относительно оси ординат, это означает, что функция является **чётной**.

Определение чётной функции:
$$\mathbf{f(-x) = f(x)}$$
для всех $x$ из области определения.

### 2. Использование данных точек

Поскольку точки $A$ и $B$ принадлежат графику функции, мы имеем:
* Для точки $A\left(3; \frac{2}{3}\right)$: $f(3) = \frac{2}{3}$.
* Для точки $B\left(6; \frac{3}{4}\right)$: $f(6) = \frac{3}{4}$.

Используя свойство чётной функции $f(-x) = f(x)$:
* $f(-3) = f(3) = \frac{2}{3}$.
* $f(-6) = f(6) = \frac{3}{4}$.

### 3. Вычисление выражения

Подставим найденные значения $f(-3)$ и $f(-6)$ в искомое выражение $6f(-3) + 8f(-6)$:

$$6f(-3) + 8f(-6) = 6 \cdot \left(\frac{2}{3}\right) + 8 \cdot \left(\frac{3}{4}\right)$$

Выполним умножение:
$$6 \cdot \frac{2}{3} = \frac{6 \cdot 2}{3} = \frac{12}{3} = 4$$
$$8 \cdot \frac{3}{4} = \frac{8 \cdot 3}{4} = \frac{24}{4} = 6$$

Сложим результаты:
$$4 + 6 = \mathbf{10}$$

### Ответ ✅

Значение выражения $6f(-3) + 8f(-6)$ равно **10**.

**Ответ:** 10

Задание B10

ИИ Решение:

Было Стало
  1. Связь радиуса вписанной окружности с площадью правильного шестиугольника:

Площадь правильного шестиугольника можно найти, зная радиус вписанной окружности (r) и сторону шестиугольника (a):

S = (\frac{1}{2}) * P * r,

где P — периметр шестиугольника.

Периметр правильного шестиугольника равен 6a.

Радиус вписанной окружности в правильный шестиугольник связан со стороной шестиугольника формулой:

r = (\frac{\sqrt{3}}{2}) * a

Отсюда выразим сторону a через радиус r:

a = (\frac{2r}{\sqrt{3}})

  1. Выразим площадь шестиугольника через радиус вписанной окружности:

Подставим выражение для a в формулу площади:

S = (\frac{1}{2}) * 6a * r = 3ar = 3 * (\frac{2r}{\sqrt{3}}) * r = (\frac{6r^2}{\sqrt{3}}) = 2(\sqrt{3})r²

  1. Подставим значение радиуса и найдем площадь:

r = (7\sqrt{3})

S = 2(\sqrt{3}) * (7(\sqrt{3}))² = 2(\sqrt{3}) * 49 * 3 = 294(\sqrt{3})

  1. Найдем значение выражения (\frac{S}{\sqrt{3}}):

(\frac{S}{\sqrt{3}}) = (\frac{294\sqrt{3}}{\sqrt{3}}) = 294

Ответ:

Значение выражения (\frac{S}{\sqrt{3}}) равно 294.

B10. Площадь правильного шестиугольника 🌐Нахождение стороны ($a$):Радиус вписанной окружности в правильный шестиугольник $r$ связан со стороной $a$ формулой $r = \frac{a\sqrt{3}}{2}$.$$a = \frac{2r}{\sqrt{3}} = \frac{2 \cdot 7\sqrt{3}}{\sqrt{3}} = \mathbf{14}$$Нахождение площади ($S$):Площадь правильного шестиугольника: $S = \frac{3\sqrt{3}}{2} a^2$.$$S = \frac{3\sqrt{3}}{2} \cdot 14^2 = \frac{3\sqrt{3}}{2} \cdot 196 = 3\sqrt{3} \cdot 98 = 294\sqrt{3}$$Вычисление выражения:$$\frac{S}{\sqrt{3}} = \frac{294\sqrt{3}}{\sqrt{3}} = \mathbf{294}$$Ответ: 294.
Задание B11

ИИ Решение:

Было Стало
  1. Упростим правую часть уравнения:

    • log₂24 — log₂3 = log₂(24/3) = log₂8 = 3.
  2. Перепишем уравнение:

    • log₂²x — 2log₂x = 3.
  3. Сделаем замену переменной:

    • Пусть y = log₂x. Тогда уравнение примет вид: y² — 2y = 3.
  4. Решим квадратное уравнение:

    • y² — 2y — 3 = 0.
    • (y — 3)(y + 1) = 0.
    • y₁ = 3, y₂ = -1.
  5. Вернемся к исходной переменной:

    • log₂x₁ = 3.
    • x₁ = 2³ = 8.
    • log₂x₂ = -1.
    • x₂ = 2⁻¹ = 1/2.
  6. Найдем произведение корней:

    • x₁ * x₂ = 8 * (1/2) = 4.
  7. Увеличим произведение в 11 раз:

    • 4 * 11 = 44.

Ответ:

Произведение корней уравнения, увеличенное в 11 раз, равно 44.

## Решение задачи B11: Произведение корней логарифмического уравнения 🌲

Требуется найти произведение корней уравнения $\log_2^2 x — 2\log_2 x = \log_2 24 — \log_2 3$ и увеличить его в 11 раз.

### 1. Упрощение уравнения

Область допустимых значений (ОДЗ): $x > 0$.

Сначала упростим правую часть, используя свойство разности логарифмов $\log_a b — \log_a c = \log_a \frac{b}{c}$:
$$\log_2 24 — \log_2 3 = \log_2 \left(\frac{24}{3}\right) = \log_2 8$$
Так как $8 = 2^3$, то $\log_2 8 = 3$.

Исходное уравнение преобразуется к виду:
$$\log_2^2 x — 2\log_2 x = 3$$
$$\log_2^2 x — 2\log_2 x — 3 = 0$$

### 2. Решение относительно $\log_2 x$

Введем замену переменной: $\mathbf{t = \log_2 x}$. Получаем квадратное уравнение:
$$t^2 — 2t — 3 = 0$$

Найдем корни $t_1$ и $t_2$ по теореме Виета (сумма $t_1+t_2=2$, произведение $t_1 t_2=-3$):
$$\mathbf{t_1 = 3}$$
$$\mathbf{t_2 = -1}$$

### 3. Нахождение корней $x$

Возвращаемся к переменной $x$:
* **Для $t_1 = 3$:**
$$\log_2 x_1 = 3 \implies x_1 = 2^3 = \mathbf{8}$$
* **Для $t_2 = -1$:**
$$\log_2 x_2 = -1 \implies x_2 = 2^{-1} = \mathbf{\frac{1}{2}}$$

Оба корня ($8$ и $\frac{1}{2}$) удовлетворяют ОДЗ ($x>0$).

### 4. Вычисление итогового ответа

Находим произведение корней:
$$\text{Произведение} = x_1 \cdot x_2 = 8 \cdot \frac{1}{2} = \mathbf{4}$$

Требуется записать в ответ произведение, **увеличенное в 11 раз**:
$$\text{Искомое значение} = 4 \cdot 11 = \mathbf{44}$$

**Ответ:** 44

Задание B12

ИИ Решение:

Было Стало
  1. Обозначим числитель и знаменатель исходной дроби:

    • Пусть числитель исходной дроби равен x, а знаменатель равен y.
  2. Запишем условие деления знаменателя на числитель:

    • y = 8x + 3
  3. Запишем условие про увеличение числителя:

    • После увеличения числителя на 75%, он станет равен x + 0.75x = 1.75x.
    • Полученная дробь будет равна 1.75x / y = 1/5.
  4. Решим систему уравнений:

    • Выразим y из второго уравнения: y = 5 * 1.75x = 8.75x.
    • Подставим это выражение в первое уравнение: 8.75x = 8x + 3.
    • 0.75x = 3
    • x = 3 / 0.75 = 4
  5. Найдем знаменатель y:

    • y = 8x + 3 = 8 * 4 + 3 = 35.
  6. Запишем исходную дробь:

    • Исходная дробь равна 4/35.
  7. Найдем наименьшее общее кратное (НОК) числителя и знаменателя:

    • НОК(4, 35) = 140 (так как 4 и 35 — взаимно простые числа).

Ответ:

Наименьшее общее кратное числителя и знаменателя исходной дроби равно 140.

## Решение задачи B12: Нахождение НОК числителя и знаменателя ➗

Требуется найти наименьшее общее кратное (НОК) числителя и знаменателя **правильной несократимой дроби** $\frac{a}{b}$ на основе следующих условий:
1. При делении знаменателя $b$ на числитель $a$ неполное частное равно 8, а остаток равен 3.
2. Если числитель $a$ увеличить на $75\%$, то полученная дробь будет равна $\frac{1}{5}$.

### 1. Составление системы уравнений

Пусть $a$ — числитель, $b$ — знаменатель.
* **Условие 1** (Деление с остатком):
По правилу деления с остатком ($b = q \cdot a + r$):
$$b = 8a + 3 \quad (*)$$
* **Условие 2** (Изменение дроби):
Увеличение числителя на $75\%$ означает умножение на $1 + 0,75 = 1,75 = \frac{7}{4}$.
$$\frac{a \cdot 1,75}{b} = \frac{1}{5}$$
$$\frac{\frac{7}{4} a}{b} = \frac{1}{5}$$
$$\frac{7a}{4b} = \frac{1}{5}$$
Перемножим крест-накрест:
$$7a \cdot 5 = 4b \cdot 1$$
$$\mathbf{35a = 4b} \quad (**)$$

### 2. Нахождение числителя и знаменателя

Подставим выражение для $b$ из уравнения $(*)$ в уравнение $(**)$:
$$35a = 4(8a + 3)$$
$$35a = 32a + 12$$
$$35a — 32a = 12$$
$$3a = 12$$
$$\mathbf{a = 4}$$

Теперь найдем $b$, используя уравнение $(*)$:
$$b = 8a + 3 = 8(4) + 3 = 32 + 3$$
$$\mathbf{b = 35}$$

Исходная дробь: $\frac{4}{35}$. Проверка: дробь правильная ($4 < 35$) и несократимая ($\text{НОД}(4, 35) = 1$).

### 3. Нахождение НОК

Требуется найти наименьшее общее кратное (НОК) числителя $a=4$ и знаменателя $b=35$.

Так как числа 4 и 35 являются взаимно простыми ($\text{НОД}(4, 35) = 1$), их НОК равно их произведению:
$$\text{НОК}(4, 35) = 4 \cdot 35 = \mathbf{140}$$

**Ответ:** 140

Задание B13

ИИ Решение:

Было Стало
  1. Найдем сторону квадрата:

    • Площадь квадрата равна 100.
    • Следовательно, сторона квадрата равна (\sqrt{100}) = 10.
  2. Найдем радиус основания цилиндра:

    • Рассмотрим сечение цилиндра плоскостью, перпендикулярной основаниям. В сечении получится прямоугольник, одна сторона которого равна стороне квадрата (10), а другая — высоте цилиндра (h).
    • Диагональ этого прямоугольника является диаметром основания цилиндра.
    • Расстояние от оси цилиндра до плоскости сечения ((\sqrt{39})) является катетом прямоугольного треугольника, где второй катет равен половине стороны квадрата (5), а гипотенуза равна радиусу основания цилиндра (r).
    • По теореме Пифагора: r² = ((\sqrt{39}))² + 5²
    • r² = 39 + 25 = 64
    • r = (\sqrt{64}) = 8
  3. Найдем высоту цилиндра:

    • Высота цилиндра равна стороне квадрата, то есть h = 10.
  4. Найдем площадь боковой поверхности цилиндра (S):

    • S = 2πrh = 2π * 8 * 10 = 160π
  5. Найдем значение выражения (\frac{S}{\pi}):

    • (\frac{S}{\pi}) = (\frac{160\pi}{\pi}) = 160

Ответ:

Значение выражения (\frac{S}{\pi}) равно 160.

## Решение задачи B13: Площадь боковой поверхности цилиндра 📏

Требуется найти значение выражения $\frac{S}{\pi}$, где $S$ — площадь боковой поверхности цилиндра, если известно:
1. Сечение цилиндра плоскостью, параллельной оси, является **квадратом** площадью $\mathbf{100}$.
2. Расстояние от оси цилиндра до плоскости сечения равно $\mathbf{\sqrt{39}}$.

### 1. Определение параметров цилиндра

Известно, что сечение — квадрат площадью 100. Сторона квадрата $a$:
$$a = \sqrt{100} = \mathbf{10}$$

В сечении, параллельном оси цилиндра, одна сторона квадрата — это **высота цилиндра** ($H$), а другая — **хорда основания** ($c$):
$$H = 10$$
$$c = 10$$

### 2. Нахождение радиуса основания ($R$)

Рассмотрим прямоугольный треугольник в плоскости основания, образованный радиусом $R$, расстоянием $d$ от оси до хорды, и половиной хорды $\frac{c}{2}$. $R$ является гипотенузой.

* Половина хорды: $\frac{c}{2} = \frac{10}{2} = 5$.
* Расстояние от оси до плоскости сечения: $d = \sqrt{39}$.

Применим теорему Пифагора:
$$R^2 = \left(\frac{c}{2}\right)^2 + d^2$$
$$R^2 = 5^2 + (\sqrt{39})^2$$
$$R^2 = 25 + 39$$
$$R^2 = 64$$
$$R = \sqrt{64} = \mathbf{8}$$

### 3. Расчет площади боковой поверхности ($S$)

Площадь боковой поверхности цилиндра вычисляется по формуле:
$$S = 2\pi RH$$
Подставим найденные значения $R=8$ и $H=10$:
$$S = 2\pi \cdot 8 \cdot 10 = \mathbf{160\pi}$$

### 4. Вычисление итогового выражения

Требуется найти значение выражения $\frac{S}{\pi}$:
$$\frac{S}{\pi} = \frac{160\pi}{\pi} = \mathbf{160}$$

**Ответ:** 160

Задание B14

ИИ Решение:

Было Стало
  1. Преобразуем степени:

Заметим, что 8 = 2³ и 4 = 2². Перепишем неравенство, используя это:

[(2^3)^{2x-32} + 10 \cdot (2^2)^{3x-49} > 56]

[2^{6x-96} + 10 \cdot 2^{6x-98} > 56]

  1. Вынесем общий множитель:

Вынесем (2^{6x-98}) за скобки:

[2^{6x-98}(2^2 + 10) > 56]

[2^{6x-98}(4 + 10) > 56]

[2^{6x-98} \cdot 14 > 56]

  1. Разделим обе части на 14:

[2^{6x-98} > 4]

  1. Представим 4 как степень 2:

[2^{6x-98} > 2^2]

  1. Сравним показатели степеней:

Так как основание степени (2) больше 1, мы можем сравнить показатели степеней:

[6x — 98 > 2]

  1. Решим неравенство относительно x:

[6x > 100]

[x > \frac{100}{6} = \frac{50}{3} = 16\frac{2}{3}]

  1. Найдем наименьшее целое решение:

Наименьшее целое число, большее (16\frac{2}{3}), равно 17.

Ответ:

Наименьшее целое решение неравенства равно 17.

## Решение задачи B14: Наименьшее целое решение неравенства 📈

Требуется найти наименьшее целое решение неравенства:
$$\mathbf{8^{2x-32} + 10 \cdot 4^{3x-49} > 56}$$

### 1. Приведение к общему основанию

Перепишем основания $8$ и $4$ в виде степени числа $2$: $8 = 2^3$, $4 = 2^2$.

$$8^{2x-32} = (2^3)^{2x-32} = 2^{3(2x-32)} = 2^{6x-96}$$
$$4^{3x-49} = (2^2)^{3x-49} = 2^{2(3x-49)} = 2^{6x-98}$$

Подставим эти выражения в исходное неравенство:
$$2^{6x-96} + 10 \cdot 2^{6x-98} > 56$$

### 2. Вынесение общего множителя

Заметим, что $6x-96 = 6x-98 + 2$. Используем свойство степеней $a^{m+n} = a^m \cdot a^n$:
$$2^{6x-96} = 2^{6x-98 + 2} = 2^{6x-98} \cdot 2^2 = 4 \cdot 2^{6x-98}$$

Подставим это в неравенство и вынесем общий множитель $2^{6x-98}$:
$$4 \cdot 2^{6x-98} + 10 \cdot 2^{6x-98} > 56$$
$$2^{6x-98} \cdot (4 + 10) > 56$$
$$14 \cdot 2^{6x-98} > 56$$

### 3. Решение неравенства относительно $x$

Разделим обе части неравенства на 14:
$$2^{6x-98} > \frac{56}{14}$$
$$2^{6x-98} > 4$$

Представим правую часть как степень двойки: $4 = 2^2$:
$$2^{6x-98} > 2^2$$

Так как основание степени $\mathbf{2 > 1}$, мы можем перейти к неравенству показателей, сохранив знак неравенства:
$$6x — 98 > 2$$
$$6x > 100$$
$$x > \frac{100}{6}$$
$$x > \frac{50}{3}$$

### 4. Нахождение наименьшего целого решения

$$\frac{50}{3} = 16 \frac{2}{3} \approx 16,666…$$

Требуется найти наименьшее целое число $x$, которое удовлетворяет условию $x > 16,666…$.
Наименьшее целое число, большее $16,666…$, это $\mathbf{17}$.

**Ответ:** 17

Задание B15

ИИ Решение:

Было Стало
  1. Упростим уравнение:

    • Заметим, что 2sin3xcos3x = sin6x (формула двойного угла синуса).
    • Уравнение принимает вид: sin6x — sin6xsin10x = 0.
    • Вынесем sin6x за скобки: sin6x(1 — sin10x) = 0.
  2. Решим уравнение:

    • Уравнение распадается на два: а) sin6x = 0; б) 1 — sin10x = 0.
  3. Решим уравнение sin6x = 0:

    • 6x = πn, где n ∈ Z.
    • x = (πn)/6 = 30°n.
  4. Решим уравнение 1 — sin10x = 0:

    • sin10x = 1.
    • 10x = π/2 + 2πk, где k ∈ Z.
    • x = (π/20) + (πk/5) = 9° + 36°k.
  5. Найдем корни на промежутке (-150°; -55°):

    • Для sin6x = 0:
      • Подставляем различные значения n, чтобы найти корни в заданном промежутке.
      • При n = -4: x = -120°.
      • При n = -3: x = -90°.
      • При n = -2: x = -60°.
    • Для sin10x = 1:
      • Подставляем различные значения k, чтобы найти корни в заданном промежутке.
      • При k = -3: x = -99°.
  6. Запишем различные корни на промежутке (-150°; -55°):

    • -120°, -99°, -90°, -60°.
  7. Найдем сумму корней:

    • (-120°) + (-99°) + (-90°) + (-60°) = -369°.

Ответ:

Сумма различных корней уравнения на промежутке (-150°; -55°) равна -369°.

## Решение задачи B15: Сумма корней тригонометрического уравнения 📐

Требуется найти (в градусах) сумму различных корней уравнения $2\sin 3x \cos 3x — \sin 6x \sin 10x = 0$ на промежутке $(-150^{\circ}; -55^{\circ})$.

### 1. Упрощение уравнения

Используем формулу **синуса двойного угла**: $2\sin \alpha \cos \alpha = \sin 2\alpha$.
В нашем случае $\alpha = 3x$, следовательно $2\sin 3x \cos 3x = \sin (2 \cdot 3x) = \sin 6x$.

Подставим это в исходное уравнение:
$$\sin 6x — \sin 6x \sin 10x = 0$$

Вынесем общий множитель $\sin 6x$:
$$\sin 6x (1 — \sin 10x) = 0$$

Уравнение распадается на два независимых случая.

### 2. Решение первого случая: $\sin 6x = 0$

Уравнение $\sin \theta = 0$ имеет решения $\theta = \pi k$, где $k \in \mathbb{Z}$.
$$6x = \pi k$$
$$x = \frac{\pi k}{6} \quad \text{или в градусах:} \quad x = 30^{\circ} k, \quad k \in \mathbb{Z}$$

Найдем корни, попадающие в промежуток $(-150^{\circ}; -55^{\circ})$:
$$-150^{\circ} < 30^{\circ} k < -55^{\circ}$$
Разделим на $30^{\circ}$:
$$-\frac{150}{30} < k < -\frac{55}{30}$$
$$-5 < k < -1\frac{25}{30} \quad \text{или} \quad -5 < k < -1,833…$$

Целые значения $k$: $\mathbf{-4, -3, -2}$.

Соответствующие корни $x$:
* $k=-4$: $x_1 = 30^{\circ}(-4) = \mathbf{-120^{\circ}}$
* $k=-3$: $x_2 = 30^{\circ}(-3) = \mathbf{-90^{\circ}}$
* $k=-2$: $x_3 = 30^{\circ}(-2) = \mathbf{-60^{\circ}}$

### 3. Решение второго случая: $1 — \sin 10x = 0$

$$\sin 10x = 1$$

Уравнение $\sin \theta = 1$ имеет решения $\theta = \frac{\pi}{2} + 2\pi m$, где $m \in \mathbb{Z}$.
$$10x = \frac{\pi}{2} + 2\pi m$$
$$x = \frac{\pi}{20} + \frac{\pi m}{5} \quad \text{или в градусах:} \quad x = 9^{\circ} + 36^{\circ} m, \quad m \in \mathbb{Z}$$

Найдем корни, попадающие в промежуток $(-150^{\circ}; -55^{\circ})$:
$$-150^{\circ} < 9^{\circ} + 36^{\circ} m < -55^{\circ}$$

Вычтем $9^{\circ}$:
$$-159^{\circ} < 36^{\circ} m < -64^{\circ}$$

Разделим на $36^{\circ}$:
$$-\frac{159}{36} < m < -\frac{64}{36}$$
$$-4,416… < m < -1,777…$$

Целые значения $m$: $\mathbf{-4, -3, -2}$.

Соответствующие корни $x$:
* $m=-4$: $x_4 = 9^{\circ} + 36^{\circ}(-4) = 9^{\circ} — 144^{\circ} = \mathbf{-135^{\circ}}$
* $m=-3$: $x_5 = 9^{\circ} + 36^{\circ}(-3) = 9^{\circ} — 108^{\circ} = \mathbf{-99^{\circ}}$
* $m=-2$: $x_6 = 9^{\circ} + 36^{\circ}(-2) = 9^{\circ} — 72^{\circ} = \mathbf{-63^{\circ}}$

### 4. Нахождение суммы различных корней

Все найденные корни различны:
$$X = \{-120^{\circ}, -90^{\circ}, -60^{\circ}, -135^{\circ}, -99^{\circ}, -63^{\circ}\}$$

Сумма корней:
$$\Sigma x = (-120) + (-90) + (-60) + (-135) + (-99) + (-63)$$
$$\Sigma x = (-120 — 90 — 60) + (-135 — 99 — 63)$$
$$\Sigma x = (-270) + (-297)$$
$$\Sigma x = \mathbf{-567^{\circ}}$$

**Ответ:** -567

Задание B16

ИИ Решение:

Было Стало
  1. Ограничение:

    • Логарифм определен только для положительных аргументов, поэтому x + 12 > 0, то есть x > -12.
  2. Замена переменной:

    • Пусть y = log₃(x + 12). Неравенство примет вид: y² — y — 6 < 0.
  3. Решение квадратного неравенства:

    • Разложим квадратный трехчлен на множители: (y — 3)(y + 2) < 0.
    • Решением неравенства является промежуток -2 < y < 3.
  4. Вернемся к исходной переменной:

    • -2 < log₃(x + 12) < 3.
  5. Решение логарифмического неравенства:

    • Представим числа -2 и 3 в виде логарифмов по основанию 3: log₃(3⁻²) < log₃(x + 12) < log₃(3³).
    • Так как основание логарифма 3 > 1, неравенство можно записать без изменения знаков: 3⁻² < x + 12 < 3³. 1/9 < x + 12 < 27.
  6. Выразим x:

    • Вычтем 12 из всех частей неравенства: 1/9 — 12 < x < 27 — 12. -107/9 < x < 15. -11.888… < x < 15.
  7. Учитываем ограничение x > -12:

    • Решением неравенства с учетом ограничения является промежуток -11.888… < x < 15.
  8. Найдем наименьшее и наибольшее целые решения:

    • Наименьшее целое решение равно -11.
    • Наибольшее целое решение равно 14.
  9. Найдем произведение наименьшего и наибольшего целых решений:

    • (-11) * 14 = -154.

Ответ:

Произведение наименьшего целого решения на наибольшее целое решение неравенства равно -154.

## Решение задачи B16: Произведение наименьшего и наибольшего целых решений логарифмического неравенства 🌳

Требуется найти произведение наименьшего целого решения на наибольшее целое решение неравенства:
$$\log_3^2(x + 12) — \log_3(x + 12) — 6 < 0$$ — ### 1. Область допустимых значений (ОДЗ) Логарифм определен только для положительных аргументов: $$x + 12 > 0 \implies \mathbf{x > -12}$$

### 2. Замена переменной и решение квадратного неравенства

Введем замену: $\mathbf{t = \log_3(x + 12)}$. Неравенство примет вид:
$$t^2 — t — 6 < 0$$

Найдем корни соответствующего квадратного уравнения $t^2 — t — 6 = 0$. По теореме Виета:
$$t_1 + t_2 = 1$$
$$t_1 \cdot t_2 = -6$$
Корни: $\mathbf{t_1 = -2}$ и $\mathbf{t_2 = 3}$.

Так как ветви параболы $y = t^2 — t — 6$ направлены вверх, неравенство $t^2 — t — 6 < 0$ выполняется, когда $t$ находится между корнями:
$$-2 < t < 3$$

### 3. Обратная замена и решение относительно $x$

Подставим $\log_3(x + 12)$ обратно вместо $t$:
$$-2 < \log_3(x + 12) < 3$$ Перейдем к основанию 3. Так как основание $\mathbf{3 > 1}$, знак неравенства сохраняется:
$$3^{-2} < x + 12 < 3^3$$
$$\frac{1}{9} < x + 12 < 27$$

Вычтем 12 из всех частей неравенства:
$$\frac{1}{9} — 12 < x < 27 — 12$$
$$\frac{1}{9} — \frac{108}{9} < x < 15$$
$$-\frac{107}{9} < x < 15$$

Переведем $\frac{107}{9}$ в смешанную дробь: $\frac{107}{9} = 11 \frac{8}{9} \approx 11,888…$
$$-11 \frac{8}{9} < x < 15$$ — ### 4. Учет ОДЗ и нахождение целых решений Условие $x > -12$ (ОДЗ) выполняется, так как $-11 \frac{8}{9} > -12$.

* **Наименьшее целое решение ($x_{min}$):** Наименьшее целое число, строго большее $-11 \frac{8}{9}$, это $\mathbf{-11}$.
* **Наибольшее целое решение ($x_{max}$):** Наибольшее целое число, строго меньшее $15$, это $\mathbf{14}$.

### 5. Нахождение произведения

Требуется найти произведение наименьшего и наибольшего целых решений:
$$\text{Произведение} = x_{min} \cdot x_{max} = (-11) \cdot 14 = \mathbf{-154}$$

**Ответ:** -154

Задание B17

ИИ Решение:

Было Стало
  1. Отношение площадей:

    • Плоскость, параллельная основанию пирамиды, отсекает подобную пирамиду.
    • Отношение площадей подобных фигур равно квадрату отношения соответствующих линейных размеров (в данном случае, высот).
  2. Обозначим:

    • Пусть S — площадь основания пирамиды.
    • Пусть S_сеч — площадь сечения пирамиды.
    • Высота пирамиды делится в отношении 5:3, считая от вершины. Это означает, что высота малой пирамиды составляет 5/8 от высоты исходной пирамиды.
  3. Запишем отношение площадей:

    • (\frac{S_{сеч}}{S} = (\frac{5}{8})^2 = \frac{25}{64})
  4. Выразим площадь сечения:

    • (S_{сеч} = \frac{25}{64}S)
  5. Используем условие, что площадь сечения меньше площади основания на 39:

    • S — S_сеч = 39
  6. Подставим выражение для S_сеч:

    • S — (\frac{25}{64}S) = 39
  7. Решим уравнение относительно S:

    • (\frac{64S — 25S}{64}) = 39
    • (\frac{39S}{64}) = 39
    • S = 64
  8. Найдем площадь сечения:

    • (S_{сеч} = \frac{25}{64}S = \frac{25}{64} * 64 = 25)

Ответ:

Площадь сечения пирамиды данной плоскостью равна 25.

## Решение задачи B17: Площадь сечения пирамиды 🔺

Требуется найти площадь сечения треугольной пирамиды плоскостью, параллельной основанию, если:
1. Плоскость делит высоту в отношении $5:3$, считая от вершины пирамиды.
2. Площадь сечения $S_{сеч}$ меньше площади основания $S_{осн}$ на 39, то есть $S_{осн} — S_{сеч} = 39$.

### 1. Коэффициент подобия

Плоскость, параллельная основанию, отсекает от исходной пирамиды меньшую пирамиду, подобную исходной.
Пусть $H$ — высота исходной пирамиды.
Плоскость делит высоту в отношении $5:3$ от вершины.
* Высота малой пирамиды (отсеченной): $h = 5k$.
* Оставшаяся часть высоты: $3k$.
* Высота исходной пирамиды: $H = 5k + 3k = 8k$.

Коэффициент подобия $k_{под}$ между малой и исходной пирамидами равен отношению их высот:
$$k_{под} = \frac{h}{H} = \frac{5k}{8k} = \mathbf{\frac{5}{8}}$$

### 2. Связь между площадями

Отношение площадей подобных фигур равно квадрату коэффициента подобия:
$$\frac{S_{сеч}}{S_{осн}} = (k_{под})^2 = \left(\frac{5}{8}\right)^2 = \frac{25}{64}$$
Отсюда выразим площадь сечения через площадь основания:
$$S_{сеч} = \frac{25}{64} S_{осн} \quad (*)$$

### 3. Нахождение площади сечения

По условию, площадь сечения меньше площади основания на 39:
$$S_{осн} — S_{сеч} = 39 \quad (**)$$

Подставим выражение $(*)$ в уравнение $(**)$:
$$S_{осн} — \frac{25}{64} S_{осн} = 39$$
$$\left(1 — \frac{25}{64}\right) S_{осн} = 39$$
$$\frac{64 — 25}{64} S_{осн} = 39$$
$$\frac{39}{64} S_{осн} = 39$$

Разделим обе части на 39:
$$\frac{1}{64} S_{осн} = 1$$
$$S_{осн} = 64$$

Теперь найдем площадь сечения $S_{сеч}$ с помощью условия $(**)$:
$$S_{сеч} = S_{осн} — 39 = 64 — 39 = \mathbf{25}$$

**Ответ:** 25

Задание B18

ИИ Решение:

Было Стало
  1. Преобразуем уравнение:

Перенесем второй корень в правую часть уравнения:

[\sqrt[8]{2x^2-20x+32} = \sqrt[8]{76-23x}]

Возведем обе части уравнения в восьмую степень:

[2x^2-20x+32 = 76-23x]

Перенесем все члены уравнения в левую часть:

[2x^2-20x+32 — 76 + 23x = 0]

[2x^2+3x-44 = 0]

  1. Решим квадратное уравнение:

Найдем дискриминант D:

D = b² — 4ac = 3² — 4 * 2 * (-44) = 9 + 352 = 361

Так как D > 0, уравнение имеет два корня.

Найдем корни x₁ и x₂:

[x_1 = \frac{-b + \sqrt{D}}{2a} = \frac{-3 + \sqrt{361}}{2 * 2} = \frac{-3 + 19}{4} = \frac{16}{4} = 4]

[x_2 = \frac{-b — \sqrt{D}}{2a} = \frac{-3 — \sqrt{361}}{2 * 2} = \frac{-3 — 19}{4} = \frac{-22}{4} = -5,5]

  1. Найдем сумму корней:

x₁ + x₂ = 4 + (-5,5) = -1,5

  1. Увеличим сумму корней в 6 раз:

-1,5 * 6 = -9

Ответ:

Полученный результат, увеличенный в 6 раз, равен -9.

## Решение задачи B18: Сумма корней иррационального уравнения 🧐

Требуется найти сумму корней (или корень, если он единственный) уравнения $\sqrt[8]{2x^2 — 20x + 32} — \sqrt[8]{76 — 23x} = 0$. В ответ записать полученный результат, увеличенный в 6 раз.

### 1. Преобразование и ОДЗ

Иррациональное уравнение с корнями чётной степени:
$$\sqrt[8]{2x^2 — 20x + 32} = \sqrt[8]{76 — 23x}$$

**Условие 1 (ОДЗ):** Так как корни чётной степени, подкоренные выражения должны быть неотрицательны:
$$\begin{cases} 2x^2 — 20x + 32 \ge 0 \quad (*) \\ 76 — 23x \ge 0 \quad (**) \end{cases}$$

**Условие 2 (Уравнение):** При равенстве корней равны и их подкоренные выражения:
$$2x^2 — 20x + 32 = 76 — 23x$$

### 2. Решение основного уравнения

Перенесем все члены в левую часть и приведем подобные:
$$2x^2 — 20x + 23x + 32 — 76 = 0$$
$$2x^2 + 3x — 44 = 0$$

Найдем корни этого квадратного уравнения $ax^2 + bx + c = 0$ с помощью дискриминанта $D = b^2 — 4ac$:
$$D = 3^2 — 4(2)(-44) = 9 + 352 = 361$$
$$\sqrt{D} = \sqrt{361} = 19$$

Корни уравнения:
$$x_{1, 2} = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{-3 \pm 19}{4}$$
$$x_1 = \frac{-3 + 19}{4} = \frac{16}{4} = \mathbf{4}$$
$$x_2 = \frac{-3 — 19}{4} = \frac{-22}{4} = \mathbf{-5,5}$$

### 3. Проверка корней по ОДЗ

Найденные корни должны удовлетворять ОДЗ. Так как в уравнении мы приравняли подкоренные выражения, достаточно проверить только второе условие ОДЗ: $76 — 23x \ge 0$.

* **Проверка $x_1 = 4$:**
$$76 — 23(4) = 76 — 92 = -16$$
$$-16 \ge 0 \quad \text{(ЛОЖЬ)}$$
Корень $x_1 = 4$ **не является решением** исходного уравнения.

* **Проверка $x_2 = -5,5$:**
$$76 — 23(-5,5) = 76 + 126,5 = 202,5$$
$$202,5 \ge 0 \quad \text{(ИСТИНА)}$$
Корень $x_2 = -5,5$ **является единственным решением** исходного уравнения.

*(Проверка первого условия ОДЗ: $2x^2 + 3x — 44 \ge 0$. Так как $2x^2 + 3x — 44 = 0$ для $x_2=-5,5$, то $0 \ge 0$ (ИСТИНА).)*

### 4. Нахождение итогового результата

Единственный корень уравнения — $x = -5,5$.
Требуется записать в ответ полученный результат, **увеличенный в 6 раз**:
$$\text{Результат} = 6 \cdot (-5,5) = \mathbf{-33}$$

**Ответ:** -33

Задание B19

ИИ Решение:

Было Стало
  1. Найдем производную функции: f'(x) = -x³ + 6x² + 20x

  2. Приравняем производную к нулю и найдем критические точки: -x³ + 6x² + 20x = 0 -x(x² — 6x — 20) = 0

    -x = 0 или x² — 6x — 20 = 0

    Решим квадратное уравнение x² — 6x — 20 = 0: D = (-6)² — 4 * 1 * (-20) = 36 + 80 = 116 x₁,₂ = (6 ± √116) / 2 = (6 ± 2√29) / 2 = 3 ± √29

    x₁ = 3 — √29 ≈ -2.385 x₂ = 3 + √29 ≈ 8.385

    Критические точки: x = 0, x ≈ -2.385, x ≈ 8.385

  3. Определим знаки производной на промежутках:

    • (-∞; -2.385): f'(-3) = -(-3)³ + 6(-3)² + 20(-3) = 27 + 54 — 60 = 21 > 0 (функция возрастает)
    • (-2.385; 0): f'(-1) = -(-1)³ + 6(-1)² + 20(-1) = 1 + 6 — 20 = -13 < 0 (функция убывает)
    • (0; 8.385): f'(1) = -(1)³ + 6(1)² + 20(1) = -1 + 6 + 20 = 25 > 0 (функция возрастает)
    • (8.385; +∞): f'(9) = -(9)³ + 6(9)² + 20(9) = -729 + 486 + 180 = -63 < 0 (функция убывает)
  4. Определим промежутки возрастания функции:

    Функция возрастает на промежутках (-∞; -2.385) и (0; 8.385).

  5. Найдем наибольшее целое отрицательное число из промежутков возрастания:

    a = -3

  6. Найдем количество натуральных чисел из промежутков возрастания:

    n = 8 (числа 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8)

  7. Вычислим значение выражения a * n:

    a * n = -3 * 8 = -24

Ответ:

Значение выражения a * n равно -24.

## Решение задачи B19: Промежутки возрастания функции 📈

Требуется найти значение выражения $a \cdot n$ для функции $f(x) = -\frac{x^4}{4} + 2x^3 + 10x^2 + \lg 4$, где $a$ — наибольшее целое отрицательное число из промежутков возрастания, а $n$ — количество всех натуральных чисел из этих промежутков.

### 1. Нахождение производной функции $f'(x)$

Для определения промежутков возрастания найдем первую производную:
$$f(x) = -\frac{x^4}{4} + 2x^3 + 10x^2 + \lg 4$$
$$f'(x) = \left(-\frac{x^4}{4}\right)’ + (2x^3)’ + (10x^2)’ + (\lg 4)’$$
$$f'(x) = -x^3 + 6x^2 + 20x$$
Производная константы $\lg 4$ равна нулю.

### 2. Нахождение критических точек

Найдем критические точки, решив уравнение $f'(x) = 0$:
$$-x^3 + 6x^2 + 20x = 0$$
Вынесем общий множитель $-x$:
$$-x(x^2 — 6x — 20) = 0$$

Один корень:
$$\mathbf{x_1 = 0}$$

Найдем корни квадратного трехчлена $x^2 — 6x — 20 = 0$.
Дискриминант $D = (-6)^2 — 4(1)(-20) = 36 + 80 = 116$.
Корни:
$$x_{2, 3} = \frac{6 \pm \sqrt{116}}{2} = \frac{6 \pm 2\sqrt{29}}{2} = \mathbf{3 \pm \sqrt{29}}$$

Приближенные значения корней ($\sqrt{29} \approx 5,385$):
$$\mathbf{x_2} = 3 — \sqrt{29} \approx 3 — 5,385 = \mathbf{-2,385}$$
$$\mathbf{x_3} = 3 + \sqrt{29} \approx 3 + 5,385 = \mathbf{8,385}$$

Критические точки: $\approx -2,385; \quad 0; \quad \approx 8,385$.

### 3. Определение промежутков возрастания

Функция возрастает, когда $f'(x) > 0$.
Производная $f'(x) = -x(x^2 — 6x — 20)$ является кубическим многочленом с отрицательным коэффициентом при $x^3$, поэтому график $f'(x)$ начинается сверху и проходит через критические точки, чередуя знаки.

| Интервал | $(-\infty; 3-\sqrt{29})$ | $(3-\sqrt{29}; 0)$ | $(0; 3+\sqrt{29})$ | $(3+\sqrt{29}; +\infty)$ |
| :—: | :—: | :—: | :—: | :—: |
| Знак $f'(x)$ | $+$ | $-$ | $+$ | $-$ |

Промежутки возрастания:
$$\left(-\infty; 3 — \sqrt{29}\right) \quad \text{и} \quad \left(0; 3 + \sqrt{29}\right)$$
Используя приближенные значения:
$$I_1 = (-\infty; -2,385) \quad \text{и} \quad I_2 = (0; 8,385)$$

### 4. Нахождение $a$ (наибольшее целое отрицательное число)

* В промежутке $I_1 = (-\infty; -2,385)$, целые отрицательные числа: $\dots, -5, -4, -3$.
**Наибольшее** целое отрицательное число: $\mathbf{-3}$.
* В промежутке $I_2 = (0; 8,385)$ нет отрицательных чисел.

Таким образом, $\mathbf{a = -3}$.

### 5. Нахождение $n$ (количество натуральных чисел)

* В промежутке $I_1 = (-\infty; -2,385)$ нет натуральных чисел (натуральные числа начинаются с 1).
* В промежутке $I_2 = (0; 8,385)$ натуральные числа: $1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8$.
**Количество** натуральных чисел: $\mathbf{n = 8}$.

### 6. Вычисление искомого выражения

Найдем значение выражения $a \cdot n$:
$$a \cdot n = (-3) \cdot 8 = \mathbf{-24}$$

**Ответ:** -24

Задание B20

ИИ Решение:

Было Стало
  1. Найдем площадь основания параллелепипеда:

    • Площадь параллелограмма ABCD равна произведению длин сторон AB и BC на синус угла между ними.
    • Сначала найдем синус угла ABC, зная его косинус: sin²ABC = 1 — cos²ABC = 1 — (\frac{14}{64}) = (\frac{50}{64}) = (\frac{25}{32}) sin ABC = (\sqrt{\frac{25}{32}}) = (\frac{5}{4\sqrt{2}}) = (\frac{5\sqrt{2}}{8})
    • Площадь основания ABCD равна: S_ABCD = AB * BC * sin ABC = (\sqrt{7}) * (\sqrt{2}) * (\frac{5\sqrt{2}}{8}) = (\frac{5\sqrt{7}}{4})
  2. Найдем высоту параллелепипеда:

    • Объем параллелепипеда равен произведению площади основания на высоту.
    • V = S_ABCD * AA₁
    • (\frac{5\sqrt{7}}{2}) = (\frac{5\sqrt{7}}{4}) * AA₁
    • AA₁ = (\frac{5\sqrt{7}}{2}) / (\frac{5\sqrt{7}}{4}) = 2
  3. Введем систему координат:

    • Начало координат в точке A.
    • Ось X направлена вдоль AB.
    • Ось Y направлена вдоль BC.
    • Ось Z направлена вдоль AA₁.
  4. Найдем координаты точек M и N:

    • M делит AA₁ в отношении 4:1, значит, AM = (\frac{4}{5})AA₁ = (\frac{4}{5}) * 2 = (\frac{8}{5}).
    • Координаты точки M: (0; 0; (\frac{8}{5})).
    • N делит A₁B₁ в отношении 1:4, значит, A₁N = (\frac{1}{5})A₁B₁ = (\frac{1}{5})(\sqrt{7}).
    • Координаты точки N: ((\frac{\sqrt{7}}{5}); 0; 2).
  5. Найдем координаты вектора MN:

    • MN = ( (\frac{\sqrt{7}}{5}) — 0; 0 — 0; 2 — (\frac{8}{5}) ) = ( (\frac{\sqrt{7}}{5}); 0; (\frac{2}{5}) ).
  6. Найдем координаты вектора BC₁:

    • BC₁ = (0 — (\sqrt{7}); (\sqrt{2}) — 0; 2 — 0) = ( -(\sqrt{7}); (\sqrt{2}); 2 ).
  7. Найдем косинус угла φ между векторами MN и BC₁:

    • cosφ = (\frac{MN * BC₁}{|MN| * |BC₁|})
    • MN * BC₁ = (\frac{\sqrt{7}}{5}) * (-(\sqrt{7})) + 0 * (\sqrt{2}) + (\frac{2}{5}) * 2 = -(\frac{7}{5}) + (\frac{4}{5}) = -(\frac{3}{5})
    • |MN| = (\sqrt{(\frac{\sqrt{7}}{5})^2 + 0^2 + (\frac{2}{5})^2}) = (\sqrt{\frac{7}{25} + \frac{4}{25}}) = (\sqrt{\frac{11}{25}}) = (\frac{\sqrt{11}}{5})
    • |BC₁| = (\sqrt{(-\sqrt{7})^2 + (\sqrt{2})^2 + 2^2}) = (\sqrt{7 + 2 + 4}) = (\sqrt{13})
    • cosφ = (\frac{-3/5}{(\sqrt{11}/5) * \sqrt{13}}) = (\frac{-3}{\sqrt{143}})
  8. Вычислим значение выражения (8\sqrt{66})cosφ:

    • (8\sqrt{66})cosφ = (8\sqrt{66}) * (\frac{-3}{\sqrt{143}}) = (8\sqrt{66}) * (\frac{-3}{\sqrt{1113}}) = (8\sqrt{611}) * (\frac{-3}{\sqrt{11*13}}) = (8 * \frac{-3\sqrt{6}}{\sqrt{13}}) = (-\frac{24\sqrt{6}}{\sqrt{13}}) = (-\frac{24\sqrt{78}}{13})

Ответ:

Значение выражения (8\sqrt{66})cosφ равно (-\frac{24\sqrt{78}}{13}).

## Решение задачи B20: Угол между прямыми в параллелепипеде 📏

Требуется найти значение выражения $8\sqrt{66} \cdot \cos \varphi$, где $\varphi$ — угол между прямыми $MN$ и $BC_1$ в прямом параллелепипеде $ABCDA_1B_1C_1D_1$.

### 1. Нахождение параметров основания

Параллелепипед прямой, следовательно боковые ребра перпендикулярны основанию. Основание $ABCD$ — параллелограмм.
* Стороны: $AB = \sqrt{7}$, $BC = \sqrt{2}$.
* Косинус угла: $\cos \angle ABC = -\frac{\sqrt{14}}{8}$.
* Площадь основания $S_{осн}$: $S_{осн} = AB \cdot BC \cdot \sin \angle ABC$.
$$\sin^2 \angle ABC = 1 — \cos^2 \angle ABC = 1 — \left(-\frac{\sqrt{14}}{8}\right)^2 = 1 — \frac{14}{64} = \frac{64 — 14}{64} = \frac{50}{64}$$
$$\sin \angle ABC = \sqrt{\frac{50}{64}} = \frac{5\sqrt{2}}{8}$$
$$S_{осн} = \sqrt{7} \cdot \sqrt{2} \cdot \frac{5\sqrt{2}}{8} = \frac{5\sqrt{14} \cdot \sqrt{2}}{8} = \frac{5\sqrt{28}}{8} = \frac{5 \cdot 2\sqrt{7}}{8} = \frac{5\sqrt{7}}{4}$$

### 2. Нахождение высоты параллелепипеда ($H$)

Объем $V = S_{осн} \cdot H$. Известно, что $V = \frac{5\sqrt{7}}{2}$.
$$H = AA_1 = \frac{V}{S_{осн}} = \frac{5\sqrt{7}/2}{5\sqrt{7}/4} = \mathbf{2}$$
Значит, высота $H = 2$.

### 3. Нахождение координат точек

Введем прямоугольную систему координат с началом в точке $B(0, 0, 0)$.
Ось $Bx$ вдоль $BA$, ось $Bz$ вдоль $BB_1$. Ось $By’$ (вдоль $BC$ в основании) не перпендикулярна $BA$. Для удобства расчетов используем метод координат в декартовой системе, поместив начало в $B$.

* **Координаты вершин основания:**
* $B = (0, 0, 0)$
* $A = (\sqrt{7}, 0, 0)$ (Так как $BA$ лежит на оси $x$)
* **Координаты $C$**: $C$ лежит в плоскости $xy$. $BC = \sqrt{2}$. $x_C = BC \cos \angle ABC = \sqrt{2} \left(-\frac{\sqrt{14}}{8}\right) = -\frac{\sqrt{28}}{8} = -\frac{2\sqrt{7}}{8} = -\frac{\sqrt{7}}{4}$. $y_C = BC \sin \angle ABC = \sqrt{2} \frac{5\sqrt{2}}{8} = \frac{10}{8} = \frac{5}{4}$.
$$C = \left(-\frac{\sqrt{7}}{4}, \frac{5}{4}, 0\right)$$
* **Координаты верхнего основания (так как $H=2$):**
* $B_1 = (0, 0, 2)$
* $A_1 = (\sqrt{7}, 0, 2)$
* $C_1 = \left(-\frac{\sqrt{7}}{4}, \frac{5}{4}, 2\right)$

### 4. Координаты точек $M$ и $N$

* Точка $M$ на $AA_1$, $AM : MA_1 = 4:1$. $M$ делит $AA_1$ в отношении $4:1$.
$$M = \frac{1 \cdot A + 4 \cdot A_1}{5}$$
$$M = \left(\sqrt{7}, 0, \frac{1 \cdot 0 + 4 \cdot 2}{5}\right) = \left(\sqrt{7}, 0, \frac{8}{5}\right)$$
* Точка $N$ на $A_1B_1$, $A_1N : NB_1 = 1:4$. $N$ делит $A_1B_1$ в отношении $1:4$.
$$N = \frac{4 \cdot A_1 + 1 \cdot B_1}{5}$$
$$N = \left(\frac{4\sqrt{7} + 1\cdot 0}{5}, \frac{4\cdot 0 + 1\cdot 0}{5}, \frac{4\cdot 2 + 1\cdot 2}{5}\right) = \left(\frac{4\sqrt{7}}{5}, 0, \frac{10}{5}\right) = \left(\frac{4\sqrt{7}}{5}, 0, 2\right)$$

### 5. Векторы $\vec{MN}$ и $\vec{BC_1}$

* **Вектор $\vec{MN}$**:
$$\vec{MN} = N — M = \left(\frac{4\sqrt{7}}{5} — \sqrt{7}, 0 — 0, 2 — \frac{8}{5}\right) = \left(-\frac{\sqrt{7}}{5}, 0, \frac{2}{5}\right)$$
* **Вектор $\vec{BC_1}$**:
$$\vec{BC_1} = C_1 — B = \left(-\frac{\sqrt{7}}{4}, \frac{5}{4}, 2\right)$$

### 6. Вычисление косинуса угла $\varphi$

Косинус угла $\varphi$ между векторами $\vec{MN}$ и $\vec{BC_1}$ находится по формуле:
$$\cos \varphi = \frac{|\vec{MN} \cdot \vec{BC_1}|}{|\vec{MN}| \cdot |\vec{BC_1}|}$$

* **Скалярное произведение $\vec{MN} \cdot \vec{BC_1}$**:
$$\vec{MN} \cdot \vec{BC_1} = \left(-\frac{\sqrt{7}}{5}\right)\left(-\frac{\sqrt{7}}{4}\right) + 0 \cdot \frac{5}{4} + \frac{2}{5} \cdot 2 = \frac{7}{20} + 0 + \frac{4}{5} = \frac{7 + 16}{20} = \frac{23}{20}$$

* **Модуль $|\vec{MN}|$**:
$$|\vec{MN}|^2 = \left(-\frac{\sqrt{7}}{5}\right)^2 + 0^2 + \left(\frac{2}{5}\right)^2 = \frac{7}{25} + \frac{4}{25} = \frac{11}{25} \implies |\vec{MN}| = \frac{\sqrt{11}}{5}$$

* **Модуль $|\vec{BC_1}|$**:
$$|\vec{BC_1}|^2 = \left(-\frac{\sqrt{7}}{4}\right)^2 + \left(\frac{5}{4}\right)^2 + 2^2 = \frac{7}{16} + \frac{25}{16} + 4 = \frac{32}{16} + 4 = 2 + 4 = 6 \implies |\vec{BC_1}| = \sqrt{6}$$

* **$\cos \varphi$**:
$$\cos \varphi = \frac{23/20}{(\sqrt{11}/5) \cdot \sqrt{6}} = \frac{23/20}{\sqrt{66}/5} = \frac{23}{20} \cdot \frac{5}{\sqrt{66}} = \frac{23}{4\sqrt{66}}$$

### 7. Вычисление итогового выражения

Требуется найти значение выражения $8\sqrt{66} \cdot \cos \varphi$:
$$8\sqrt{66} \cdot \cos \varphi = 8\sqrt{66} \cdot \frac{23}{4\sqrt{66}}$$
Сократим $\sqrt{66}$ и $8/4=2$:
$$8\sqrt{66} \cdot \frac{23}{4\sqrt{66}} = 2 \cdot 23 = \mathbf{46}$$

**Ответ:** 46

Далее – сравним ответы из сборника с теми, что получил ИИ и заметим, что GEMINI допустил две «новые» ошибки, но исправил семь «старых» и повторно не справился с 1 заданием:

Задания А1 А2 А3 А4 А5 А6 А7 А8 А9 А10 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18 B19 B20
ИИ 2 4 5 3 1 2 1 5 3 1, 3 3, 5, 6 А5Б2В4 459 * * 45 65 -2 -10 294 44 140 160 17 369 -154 25 -9 -24 *
Стало 5 4 5 3 1 2 1 5 3 1, 3 1, 3, 5 А5Б2В4 459 24 15 45 65 -11 10 294 44 140 160 17 -567 -154 25 -33 -24 46
Решение 2 4 5 3 1 2, 4 1 5 3 1, 3 1, 3, 5 А5Б2В4 459 24 15 45 65 -11 -10 294 44 140 160 17 -567 -154 25 -33 -24 46

 

PS И да, как и в случае с ChatGPT хуже работать привычное Ctrl+C — Ctrl+V из чата в WordPress. А также был «отловлен» баг, когда при вставлении картинки с условием задачи, Gemeni почему-то заново решал и некоторые предыдущие задания с картинок.