Maths Olympiad Prep

Library / /1 of 17

Algebra Difficulty 4.7 AIME Prove it Ukraine

Solve (in real numbers) the equation
xπ6+x+π3=arcsinx3x+22. \left|x - \frac{\pi}{6}\right| + \left|x + \frac{\pi}{3}\right| = \arcsin \frac{x^3 - x + 2}{2}.

Solution

Використовуючи властивості модуля числа та властивості функції arcsin\arcsin, маємо:
π2xπ6+x+π3=arcsinx3x+22π2. \frac{\pi}{2} \leq \left|x - \frac{\pi}{6}\right| + \left|x + \frac{\pi}{3}\right| = \arcsin \frac{x^3 - x + 2}{2} \leq \frac{\pi}{2}.
Звідси випливає, що
arcsinx3x+22=π2, тобто, x3x+22=1. \arcsin \frac{x^3 - x + 2}{2} = \frac{\pi}{2}, \text{ тобто, } \frac{x^3 - x + 2}{2} = 1.
Серед трьох коренів останнього рівняння тільки два зазначені вище задовольняють умову.

Want a route through all this instead of an archive? The track puts 2,000 problems in a working order, from AMC 10 level to the IMO shortlist.

Source: MathNet, licensed CC-BY-4.0. Statement reproduced verbatim; metadata (topic, difficulty) added by this project.