Разобьём квадрат со стороной 5 см на 25 квадратов со стороной 1 см. Будем рассматривать их как контейнеры. Точка попадает в контейнер, если она лежит либо на его сторонах, либо во внутренней области. Тогда, по принципу Дирихле, хотя бы в одном из контейнеров окажется две точки. [Некоторые точки могут попасть сразу в четыре контейнера (если такая точка упадёт на вершину квадрата, которая не лежит на стороне исходного квадрата), но для нас важно, что любая точка с необходимостью попадает хотя бы в один.] Итак, в одном из контейнеров содержится две точки. Вспомним, что наш контейнер не что иное, как квадрат со стороной в 1 см. Покажем, что расстояние между двумя точками квадрата со стороной в 1 см не превышает √2. Рассмотрим квадрат ABCD (рис.1) со стороной равной 1 см и две произвольные точки, которые лежат на квадрате.
1) Замена (1/4)^x = y > 0 при любом х 4y^2 + 15y - 4 = 0 (y + 4)(4y - 1) = 0 y1 = -4 - не подходит y = 1/4 = (1/4)^x x = 1
2) 3^x = -x + 1 = 1 - x 3^x > 0 при любом х, поэтому 1 - x > 0; x < 1 При x = 0 будет 3^0 = 1 - 0 = 1 - подходит При x ∈ (0; 1) будет 3^x > 1; а 1 - x < 1 - корней нет При x < 0 будет 3^x < 1; 1 - x > 1 - корней нет x = 0
3) 3^x*9*3^(1/5) - ? Здесь нет ни уравнения, ни неравенства
4) 2^(4x) >= 16 2^(4x) >= 2^4 4x >= 4 x >= 1
5) (1/4)^(2x-5) > 1/8 (1/2)^(4x-10) > (1/2)^3 Функция y = (1/2)^x - убывающая, потому что 1/2 < 1. При переходе от степеней к показателям знак неравенства меняется. 4x - 10 < 3 x < 13/4
6) 5^(2x-3) - 2*5^(x-2) > 3 1/125*5^(2x) - 2/25*5^x - 3 > 0 Умножаем всё на 125 5^(2x) - 10*5^x - 375 > 0 Замена 5^x = y > 0 при любом x y^2 - 10y - 375 > 0 (y - 25)(y + 15) > 0 y = -15 < 0 - нет корней y = 25 = 5^x x = 2
Итак, в одном из контейнеров содержится две точки. Вспомним, что наш контейнер не что иное, как квадрат со стороной в 1 см.
Покажем, что расстояние между двумя точками квадрата со стороной в 1 см не превышает √2. Рассмотрим квадрат ABCD (рис.1) со стороной равной 1 см и две произвольные точки, которые лежат на квадрате.
Что и требовалось доказать.