Maths Olympiad Prep

Library / Ukrainian Mathematical Olympiad, Final Round /1 of 16

Ukrainian Mathematical Olympiad, Final Round

Algebra Difficulty 4.7 AIME Prove it Ukraine

Solve (in real numbers) the equation
∣x−π6∣+∣x+π3∣=arcsin⁡x3−x+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:
π2≤∣x−π6∣+∣x+π3∣=arcsin⁡x3−x+22≤π2. \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
arcsin⁡x3−x+22=π2, тобто, x3−x+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 2,604 problems in a working order, from Junior Challenge level to the IMO shortlist.

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