1981 AMC 12 第 18 题

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18.

方程 x100=sin⁡x \frac{x}{100}=\sin x 的实数解的个数为
The number of real solutions to the equation x100=sin⁡x \frac{x}{100}=\sin x is
6161
6262
6363
6464
6565
答案:C
知识点:三角学交点计数对称性
小提示:
利用奇对称性,先数出正数解
Use odd symmetry and first count the positive solutions
大提示:
只有位于 x=100x=100 之前的正弦函数正半波可能与直线相交,其中第一个正半波要单独考虑
Only positive sine humps below x=100x=100 can meet the line, with special care for the first hump
解答:
该方程关于原点对称,并有解 x=0x=0。在 (0,π)(0,\pi) 内还有一个正数解。对每个 k=1,2,…,15k=1,2,\ldots,15,区间 (2kπ,(2k+1)π)(2k\pi,(2k+1)\pi) 上的正半波先升到直线 x100\frac{x}{100} 上方,再降到其下方,因而产生两个解。在 31π31\pi 之后没有正数解,因为下一个正半波开始时已经超过 100100,而 ∣sin⁡x∣≤1|\sin x|\le1。所以正数解有 1+2(15)=311+2(15)=31 个,负数解同样多,再加上零本身,共有 31+31+1=6331+31+1=63 个。
所以正确答案是 C。
The equation is odd-symmetric and has the solution x=0.x=0. On (0,π)(0,\pi) there is one further positive solution. For each k=1,2,…,15,k=1,2,\ldots,15, the positive sine hump on (2kπ,(2k+1)π)(2k\pi,(2k+1)\pi) rises above x100\frac{x}{100} and then falls below it, giving two solutions. There are no positive solutions beyond 31π31\pi, because the next positive hump begins above 100100 while ∣sin⁡x∣≤1.|\sin x|\le1. Thus there are 1+2(15)=311+2(15)=31 positive solutions, the same number negative, and zero itself: 31+31+1=63.31+31+1=63.
Therefore, the correct answer is C.
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