Давайте разберем данное логическое высказывание, чтобы найти наименьшее натуральное число ( x ), при котором оно истинно:
Высказывание имеет вид: ((x \cdot (x - 1) < 99) \to ((x - 1) \cdot (x - 1) > 80)).
Это импликация, которая принимает значение «истина» во всех случаях, кроме одного: когда посылка (левая часть) истинна, а заключение (правая часть) ложно.
Анализ посылки: (x \cdot (x - 1) < 99)
Это неравенство можно переписать как квадратичное: (x^2 - x - 99 < 0).
Чтобы найти ( x ), удовлетворяющий этому неравенству, найдем корни соответствующего уравнения: ( x^2 - x - 99 = 0 ).
Дискриминант: ( D = (-1)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-99) = 1 + 396 = 397 ).
Корни:
[
x_{1,2} = \frac{1 \pm \sqrt{397}}{2}
]
Приблизительно, (\sqrt{397} \approx 19.93), значит корни:
[
x_1 \approx \frac{1 + 19.93}{2} \approx 10.465, \quad x_2 \approx \frac{1 - 19.93}{2} \approx -9.465
]
Поскольку нас интересуют натуральные числа, решение ( x^2 - x - 99 < 0 ) находится в интервале ( x \in (1, 10) ).
Анализ заключения: ((x - 1) \cdot (x - 1) > 80)
Это неравенство можно переписать как: ((x - 1)^2 > 80).
Найдем приближенное значение для ( x - 1 ):
[
x - 1 > \sqrt{80} \approx 8.944
]
Следовательно, ( x > 9.944 ), то есть ( x \geq 10 ).
Поиск наименьшего x:
Теперь нужно найти наименьшее натуральное ( x ), удовлетворяющее обоим условиям:
- ( x \in (1, 10) )
- ( x \geq 10 )
Единственное натуральное число, подходящее под эти условия, — это ( x = 10 ).
Проверка:
- Для ( x = 10 ):
- ((x \cdot (x - 1) = 10 \cdot 9 = 90 < 99)), посылка истинна.
- ((x - 1)^2 = 9^2 = 81 > 80), заключение истинно.
Посылка истинна, заключение истинно, следовательно, импликация истинна.
Таким образом, наименьшее натуральное число ( x ), при котором высказывание истинно, равно 10.