Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 18 № 501050
i

Най­ди­те все зна­че­ния a, при каж­дом из ко­то­рых урав­не­ние

 дробь: чис­ли­тель: 1 минус 2a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 плюс x в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та плюс a левая круг­лая скоб­ка 1 плюс x в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: левая круг­лая скоб­ка 1 плюс x в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка минус 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 плюс x в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та конец дроби =3

имеет хотя бы одно ре­ше­ние.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Сде­ла­ем за­ме­ну t= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 плюс x в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та , t\geqslant1. Ис­ход­ное урав­не­ние имеет хотя бы одно ре­ше­ние тогда и толь­ко тогда, когда имеет хотя бы одно ре­ше­ние си­сте­ма

 си­сте­ма вы­ра­же­ний дробь: чис­ли­тель: 1 минус 2at плюс at в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: t в квад­ра­те минус 2t конец дроби =3, t\geqslant1. конец си­сте­мы .

Пре­об­ра­зу­ем си­сте­му:

 си­сте­ма вы­ра­же­ний дробь: чис­ли­тель: 1 минус 2at плюс at в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: t в квад­ра­те минус 2t конец дроби =3, t\geqslant1. конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний 1 минус 2at плюс at в квад­ра­те =3 левая круг­лая скоб­ка t в квад­ра­те минус 2t пра­вая круг­лая скоб­ка ,t\geqslant1,t не равно 2 конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний левая круг­лая скоб­ка a минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка t в квад­ра­те минус 2 левая круг­лая скоб­ка a минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка t плюс 1=0,t\geqslant1,t не равно 2. конец си­сте­мы .

При a=3 си­сте­ма ре­ше­ний не имеет. При a не равно 3 имеем:

 си­сте­ма вы­ра­же­ний t в квад­ра­те минус 2t плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: a минус 3 конец дроби =0,t\geqslant1,t не равно 2 конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: a минус 3 конец дроби = минус t в квад­ра­те плюс 2t,t\geqslant1, t не равно 2. конец си­сте­мы .

Итак, си­сте­ма имеет ре­ше­ния при

 со­во­куп­ность вы­ра­же­ний 0 мень­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: a минус 3 конец дроби \leqslant1 , дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: a минус 3 конец дроби мень­ше 0 конец со­во­куп­но­сти . рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний a минус 3\geqslant1,a минус 3 мень­ше 0 конец со­во­куп­но­сти . рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний a\geqslant4,a мень­ше 3. конец со­во­куп­но­сти .

 

Ответ: a мень­ше 3, a боль­ше или равно 4.

 

При­ведём дру­гое ре­ше­ние.

Раз­де­лим чис­ли­тель и зна­ме­на­тель дроби на 1 плюс x в квад­ра­те , по­лу­чим:

 дробь: чис­ли­тель: \dfrac1, зна­ме­на­тель: 1 плюс x в квад­ра­те конец дроби минус \dfrac2a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 плюс x в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та плюс a1 минус \dfrac2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 плюс x в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та =3.

Сде­ла­ем за­ме­ну z= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 плюс x в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та конец дроби . Из не­ра­вен­ства 1 плюс x в квад­ра­те боль­ше или равно 1, сле­ду­ет, что  0 мень­ше z мень­ше или равно 1. Имеем:  дробь: чис­ли­тель: z в квад­ра­те минус 2az плюс a, зна­ме­на­тель: 1 минус 2z конец дроби =3. Те­перь за­да­чу можно сфор­му­ли­ро­вать так: най­ди­те все зна­че­ния а, при каж­дом из ко­то­рых урав­не­ние  дробь: чис­ли­тель: z в квад­ра­те минус 2az плюс a, зна­ме­на­тель: 1 минус 2z конец дроби =3 имеет хотя бы одно ре­ше­ние, удо­вле­тво­ря­ю­щее усло­вию  0 мень­ше z мень­ше или равно 1.

Пе­рей­дем к си­сте­ме:

 си­сте­ма вы­ра­же­ний  новая стро­ка z в квад­ра­те минус 2az плюс a= минус 6z плюс 3, новая стро­ка z не равно 0,5,\quad  новая стро­ка 0 мень­ше z мень­ше или равно 1; конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний  новая стро­ка z в квад­ра­те минус 2 левая круг­лая скоб­ка a минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка z плюс a минус 3=0, новая стро­ка z не равно 0,5,\qquad  новая стро­ка 0 мень­ше z мень­ше или равно 1. конец си­сте­мы .

За­ме­тим, что ни при одном зна­че­нии a число z=0,5 не яв­ля­ет­ся кор­нем урав­не­ния.

Рас­смот­рим функ­цию f левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка =z в квад­ра­те минус 2 левая круг­лая скоб­ка a минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка z плюс a минус 3. Её гра­фик  — па­ра­бо­ла, ветви ко­то­рой на­прав­ле­ны вверх. Сле­до­ва­тель­но, усло­вие за­да­чи вы­пол­не­но тогда и толь­ко тогда, когда вы­пол­ня­ет­ся одно из трех усло­вий:

1.  Трёхчлен имеет два раз­лич­ных корня, и толь­ко боль­ший из них лежит на про­ме­жут­ке (0; 1])(см. рис. 1), то есть  си­сте­ма вы­ра­же­ний  новая стро­ка f левая круг­лая скоб­ка 0 пра­вая круг­лая скоб­ка мень­ше 0, новая стро­ка f левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше или равно 0. конец си­сте­мы .

2.  Трёхчлен имеет два раз­лич­ных корня, и толь­ко мень­ший из них лежит на про­ме­жут­ке (0; 1] (см. рис. 2), то есть  си­сте­ма вы­ра­же­ний  новая стро­ка f левая круг­лая скоб­ка 0 пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше 0, новая стро­ка f левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка мень­ше или равно 0. конец си­сте­мы .

3.  Трёхчлен имеет два корня, воз­мож­но, сов­па­да­ю­щих, и оба лежат на про­ме­жут­ке (0; 1] (см. рис. 3), то есть  си­сте­ма вы­ра­же­ний  новая стро­ка f левая круг­лая скоб­ка 0 пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше 0, новая стро­ка f левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше или равно 0,  новая стро­ка f левая круг­лая скоб­ка z_0 пра­вая круг­лая скоб­ка мень­ше или равно 0, конец си­сте­мы .

где z_0  — абс­цис­са вер­ши­ны па­ра­бо­лы.

Эти усло­вия со­от­вет­ству­ют сле­ду­ю­щим спо­со­бам рас­по­ло­же­ния гра­фи­ка функ­ции f левая круг­лая скоб­ка z пра­вая круг­лая скоб­ка :

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

 

Решим си­сте­му: си­сте­ма вы­ра­же­ний  новая стро­ка a минус 3 мень­ше 0, новая стро­ка 1 минус a плюс 3 боль­ше или равно 0; конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний  новая стро­ка a мень­ше 3, новая стро­ка a мень­ше или равно 4; конец си­сте­мы . рав­но­силь­но a мень­ше 3.

Решим си­сте­му: си­сте­ма вы­ра­же­ний  новая стро­ка a минус 3 боль­ше 0, новая стро­ка 1 минус a плюс 3 мень­ше или равно 0; конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний  новая стро­ка a боль­ше 3, новая стро­ка a боль­ше или равно 4; конец си­сте­мы . рав­но­силь­но a боль­ше или равно 4.

Решим си­сте­му: си­сте­ма вы­ра­же­ний  новая стро­ка a минус 3 боль­ше 0, новая стро­ка 1 минус 2 левая круг­лая скоб­ка a минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс a минус 3 боль­ше или равно 0, новая стро­ка левая круг­лая скоб­ка a минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те минус 2 левая круг­лая скоб­ка a минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс a минус 3 мень­ше или равно 0; конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний  новая стро­ка a боль­ше 3, новая стро­ка a мень­ше или равно 4,  новая стро­ка a боль­ше или равно 4, конец си­сте­мы . от­ку­да  a=4.

 

Ответ: a мень­ше 3, a боль­ше или равно 4.

 

При­ве­дем идею ре­ше­ние Ки­рил­ла Пет­ро­ва.

Введём за­ме­ну  t = 1 плюс x в квад­ра­те боль­ше или равно 1. При  t не равно q 1,  t не равно q 4 на­хо­дим:

 дробь: чис­ли­тель: 1 минус 2a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: t конец ар­гу­мен­та плюс at, зна­ме­на­тель: t минус 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: t конец ар­гу­мен­та конец дроби = 3 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: 1 минус a левая круг­лая скоб­ка 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: t конец ар­гу­мен­та минус t пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: t минус 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: t конец ар­гу­мен­та конец дроби = 3 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: t минус 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: t конец ар­гу­мен­та конец дроби плюс a = 3 рав­но­силь­но a = 3 минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: t минус 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: t конец ар­гу­мен­та конец дроби .

По­стро­им гра­фик функ­ции  a левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка = 3 минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: t минус 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: t конец ар­гу­мен­та конец дроби ,  t боль­ше или равно 1 (см. рис.) и за­ме­тим, что гра­фик имеет вер­ти­каль­ную асимп­то­ту t  =  4 и го­ри­зон­таль­ную асимп­то­ту a  =  3. Па­ра­метр a при­ни­ма­ет все зна­че­ния, кроме [3; 4).

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Обос­но­ван­но по­лу­чен пра­виль­ный ответ.4
С по­мо­щью вер­но­го рас­суж­де­ния по­лу­че­но мно­же­ство зна­че­ний а, от­ли­ча­ю­ще­е­ся от ис­ко­мо­го ко­неч­ным ко­ли­че­ством точек.3
С по­мо­щью вер­но­го рас­суж­де­ния по­лу­че­ны все гра­нич­ные точки ис­ко­мо­го мно­же­ства зна­че­ний а.2
Верно по­лу­че­на хотя бы одна гра­нич­ная точка ис­ко­мо­го мно­же­ства зна­че­ний а.1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, пе­ре­чис­лен­ных выше.0
Мак­си­маль­ный балл4
Классификатор алгебры: Рас­по­ло­же­ние кор­ней квад­рат­но­го трех­чле­на
Методы алгебры: Вве­де­ние за­ме­ны, Груп­пи­ров­ка
Алексей Минеев 15.05.2016 18:20

От­ку­да усло­вие, что 1 плюс x в квад­ра­те боль­ше или равно 1??

Константин Лавров

Да, соб­ствен­но, ни­от­ку­да. Это факт фак­ти­че­ский, ко­то­рым мы поль­зу­ем­ся при ре­ше­нии за­да­чи.