Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 18 № 501070
i

Най­ди­те все зна­че­ния a, при каж­дом из ко­то­рых урав­не­ние

\left| дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: x плюс 1 конец дроби минус 3|=ax плюс a минус 2

на про­ме­жут­ке левая круг­лая скоб­ка минус 1; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка имеет боль­ше двух кор­ней.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Рас­смот­рим функ­ции  f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =\left| дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: конец дроби x плюс 1 минус 3 | плюс 2 и y=ax плюс a. Ко­ли­че­ство ре­ше­ний ис­ход­но­го урав­не­ния равно ко­ли­че­ству точек пе­ре­се­че­ния гра­фи­ков дан­ных функ­ций. Опре­де­лим, при каких a гра­фи­ки будут иметь более двух общих точек на от­кры­том луче  левая круг­лая скоб­ка минус 1; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка .

Урав­не­ние y=a левая круг­лая скоб­ка x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка за­да­ет се­мей­ство пря­мых, про­хо­дя­щих через точку  левая круг­лая скоб­ка минус 1; 0 пра­вая круг­лая скоб­ка с уг­ло­вым ко­эф­фи­ци­ен­том, рав­ным a. Изоб­ра­зим эскиз гра­фи­ка функ­ции f (см. рис.) и за­ме­тим, что при a мень­ше или равно 0 гра­фи­ки не имеют общих точек на про­ме­жут­ке  левая круг­лая скоб­ка минус 1; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка .

Рас­смот­рим по­ло­жи­тель­ные зна­че­ния па­ра­мет­ра. Если уг­ло­вой ко­эф­фи­ци­ент пря­мой y=a левая круг­лая скоб­ка x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка мень­ше, чем у пря­мой n, или боль­ше, чем у пря­мой m, то на про­ме­жут­ке  левая круг­лая скоб­ка минус 1; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка гра­фи­ки будут иметь ровно одну общую точку. Если пря­мая y=a левая круг­лая скоб­ка x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка сов­па­да­ет с пря­мой n или с пря­мой m, то гра­фи­ки будут иметь ровно две общие точки. Гра­фи­ки имеют три общие точки, а ис­ход­ное урав­не­ние имеет три по­ло­жи­тель­ных ре­ше­ния, если пря­мые y=a левая круг­лая скоб­ка x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка лежат внут­ри остро­го угла, об­ра­зо­ван­но­го пря­мы­ми n и m. Най­дем гра­нич­ные зна­че­ния па­ра­мет­ров, со­от­вет­ству­ю­щие этим пря­мым.

Пря­мая n про­хо­дит через точку A левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ; 2 пра­вая круг­лая скоб­ка , тогда a левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка = 2, от­ку­да на­хо­дим a= дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби . За­ме­тим, что на луче  левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка функ­ция f при­ни­ма­ет вид f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =5 минус дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: конец дроби x плюс 1 и что пря­мая n вто­рич­но пе­ре­се­ка­ет гра­фик f в точке B левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; 3 пра­вая круг­лая скоб­ка .

Пря­мая m ка­са­ет­ся ветви ги­пер­бо­лы y=5 минус дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: конец дроби x плюс 1. Ка­са­тель­ная к ги­пер­бо­ле имеет с ней един­ствен­ную общую точку, по­это­му урав­не­ние 5 минус дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: конец дроби x плюс 1=a левая круг­лая скоб­ка x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка или a левая круг­лая скоб­ка x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те минус 5 левая круг­лая скоб­ка x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 5=0 имеет един­ствен­ное ре­ше­ние. Чтобы квад­рат­ное от­но­си­тель­но x плюс 1 урав­не­ние имело един­ствен­ный ко­рень, его дис­кри­ми­нант 25 минус 20a дол­жен быть равен нулю, от­сю­да a= дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби .

При най­ден­ном зна­че­нии па­ра­мет­ра точка ка­са­ния С имеет ко­ор­ди­на­ты  левая круг­лая скоб­ка 1; дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка , она дей­стви­тель­но лежит между точ­ка­ми A и B, как по­ка­за­но на ри­сун­ке, иначе ока­за­лось бы, что ри­су­нок не­ве­рен, и по­тре­бо­ва­лось бы рас­смот­реть со­от­вет­ству­ю­щую кон­фи­гу­ра­цию.

Итак, при  дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби мень­ше a мень­ше дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ис­ход­ное урав­не­ние будет иметь более двух кор­ней на  левая круг­лая скоб­ка минус 1; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка .

 

Ответ: a при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка .

 

При­ведём ав­тор­ское ре­ше­ние.

Рас­смот­рим функ­ции f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =ax плюс a минус 2 и g левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =\left| дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: x плюс 1 конец дроби минус 3 |. Ис­сле­ду­ем урав­не­ние f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =g левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка на про­ме­жут­ке  левая круг­лая скоб­ка минус 1, плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка .

При a мень­ше или равно 0 все зна­че­ния функ­ции f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка на про­ме­жут­ке  левая круг­лая скоб­ка минус 1, плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка от­ри­ца­тель­ны, а все зна­че­ния функ­ции g левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка не­от­ри­ца­тель­ны, по­это­му при a мень­ше или равно 0 урав­не­ние f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =g левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка не имеет ре­ше­ний на про­ме­жут­ке  левая круг­лая скоб­ка минус 1, плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка .

При a боль­ше 0 функ­ция f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка воз­рас­та­ет. Функ­ция g левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка убы­ва­ет на про­ме­жут­ке  левая круг­лая скоб­ка минус 1, дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка , по­это­му урав­не­ние f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =g левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка имеет не более од­но­го ре­ше­ния на про­ме­жут­ке  левая круг­лая скоб­ка минус 1, дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка , при­чем ре­ше­ние будет су­ще­ство­вать тогда и толь­ко тогда, когда f левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше или равно g левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка , от­ку­да по­лу­ча­ем a умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби минус 2 боль­ше или равно 0, то есть a боль­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби .

На про­ме­жут­ке  левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка урав­не­ние f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =g левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка при­ни­ма­ет вид ax плюс a минус 2=3 минус дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: x плюс 1 конец дроби . Это урав­не­ние сво­дит­ся к урав­не­нию ax в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка 2a минус 5 пра­вая круг­лая скоб­ка x плюс a=0. Будем счи­тать, что a боль­ше 0, по­сколь­ку слу­чай a мень­ше или равно 0 был рас­смот­рен ранее. Дис­кри­ми­нант квад­рат­но­го урав­не­ния D=25 минус 20a, по­это­му при a боль­ше дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби это урав­не­ния не имеет кор­ней, при a = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби урав­не­ния имеет един­ствен­ный ко­рень, рав­ный 1, при 0 мень­ше a мень­ше дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби урав­не­ние имеет два корня.

Если урав­не­ние имеет два корня x_1 и x_2, то есть 0 мень­ше a мень­ше дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби , то боль­ший ко­рень x_2= дробь: чис­ли­тель: 5 минус 2a плюс ко­рень из D , зна­ме­на­тель: 2a конец дроби боль­ше дробь: чис­ли­тель: 5 минус 2a, зна­ме­на­тель: 2a конец дроби боль­ше 1 боль­ше дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , по­это­му он при­над­ле­жит про­ме­жут­ку  левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка . Мень­ший ко­рень x_1 при­над­ле­жит про­ме­жут­ку  левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка тогда и толь­ко тогда, когда

f левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше 0 рав­но­силь­но a левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка 2a минус 5 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс a= дробь: чис­ли­тель: 25a минус 30, зна­ме­на­тель: 9 конец дроби боль­ше 0 рав­но­силь­но a боль­ше дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби .

Таким об­ра­зом, ис­ход­ное урав­не­ние \left| дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: x плюс 1 конец дроби минус 3 |=ax плюс a минус 2 имеет сле­ду­ю­щее ко­ли­че­ство кор­ней на про­ме­жут­ке  левая круг­лая скоб­ка минус 1, плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка :

—  нет кор­ней при a мень­ше или равно 0;

—  один ко­рень при 0 мень­ше a мень­ше дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби и при a боль­ше дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ;

—  два корня при a= дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби и при a= дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ;

—  три корня при  дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби мень­ше a мень­ше дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби .

 

Ответ:  дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби мень­ше a мень­ше дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Обос­но­ван­но по­лу­чен вер­ный ответ.4
С по­мо­щью вер­но­го рас­суж­де­ния по­лу­че­но мно­же­ство зна­че­ний a, от­ли­ча­ю­ще­е­ся от ис­ко­мо­го ко­неч­ным чис­лом точек.3
С по­мо­щью вер­но­го рас­суж­де­ния по­лу­че­ны все гра­нич­ные точки ис­ко­мо­го мно­же­ства зна­че­ний a.2
Верно по­лу­че­на хотя бы одна гра­нич­ная точка ис­ко­мо­го мно­же­ства зна­че­ний a.1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, пе­ре­чис­лен­ных выше.0
Мак­си­маль­ный балл4

Аналоги к заданию № 501070: 515611 Все

Классификатор алгебры: Левая и пра­вая части в ка­че­стве от­дель­ных гра­фи­ков
Методы алгебры: Ис­поль­зо­ва­ние кос­вен­ных ме­то­дов, Ис­поль­зо­ва­ние сим­мет­рий, оце­нок, мо­но­тон­но­сти, Пе­ре­бор слу­ча­ев