Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д17 C6 № 505898
i

Най­ди­те все зна­че­ния па­ра­мет­ра a, при каж­дом из ко­то­рых урав­не­ние

 ко­си­нус 2x плюс 2a ко­си­нус x плюс |2a плюс 1| минус 2=0

имеет ре­ше­ния и все его по­ло­жи­тель­ные ре­ше­ния об­ра­зу­ют ариф­ме­ти­че­скую про­грес­сию.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Пе­ре­пи­шем урав­не­ние в виде 2 ко­си­нус в квад­ра­те x плюс 2a ко­си­нус x плюс |2a плюс 1| минус 3=0. Сде­лав в нем за­ме­ну  ко­си­нус x=t, мы по­лу­чим квад­рат­ное урав­не­ние 2t в квад­ра­те плюс 2at плюс |2a плюс 1| минус 3, при­чем каж­дый его ко­рень на про­ме­жут­ке  левая круг­лая скоб­ка минус 1;1 пра­вая круг­лая скоб­ка даст две бес­ко­неч­ных серии ре­ше­ний, а каж­дый ко­рень, рав­ный \pm 1  — одну серию.

Раз­бе­рем все воз­мож­но­сти.

1)  У урав­не­ния есть ко­рень t=1, то есть 2 плюс 2a плюс |2a плюс 1| минус 3=0, от­ку­да |2a плюс 1|=1 минус 2a,a=0. То есть это урав­не­ние 2t в квад­ра­те минус 2=0. Его корни  t=\pm 1 дают ре­ше­ния x= Пи k, и это дей­стви­тель­но ариф­ме­ти­че­ская про­грес­сия.

2)  У урав­не­ния есть ко­рень t= минус 1, то есть 2 минус 2a плюс |2a плюс 1| минус 3=0, от­ку­да |2a плюс 1|=1 плюс 2a, a боль­ше или равно минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . То есть это урав­не­ние 2t в квад­ра­те плюс 2at плюс 2a минус 2=0. Его корни t= минус 1 и t=1 минус a.

Если  минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби мень­ше или равно a мень­ше 0 или a боль­ше 2, то урав­не­ние  ко­си­нус x=1 минус a не имеет кор­ней, по­это­му все корни ис­ход­но­го урав­не­ния это  Пи плюс 2 Пи k. Это дей­стви­тель­но ариф­ме­ти­че­ская про­грес­сия.

Если a=0, то этот слу­чай уже разо­бран.

Если a=2, то 1 минус a= минус 1, и новых кор­ней урав­не­ние  ко­си­нус x=1 минус a не дает, по­это­му все корни ис­ход­но­го урав­не­ния это  Пи плюс 2 Пи k. Это дей­стви­тель­но ариф­ме­ти­че­ская про­грес­сия.

Если же a при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка 0;2 пра­вая круг­лая скоб­ка , то урав­не­ние  ко­си­нус x=1 минус a дает еще по 2 корня на каж­дом про­ме­жут­ке длины 2 Пи . По­это­му раз­ность про­грес­сии долж­на со­став­лять  дробь: чис­ли­тель: 2 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби . Зна­чит, x=\pm дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ,  ко­си­нус x= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , по­это­му a= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . В этом слу­чае все корни ис­ход­но­го урав­не­ния  дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 2 Пи k, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби . Это дей­стви­тель­но ариф­ме­ти­че­ская про­грес­сия.

3)  Кор­ней t=\pm 1 нет, при этом есть один ко­рень на ин­тер­ва­ле  левая круг­лая скоб­ка минус 1;1 пра­вая круг­лая скоб­ка . Он даст по два корня ис­ход­но­го урав­не­ния на каж­дом про­ме­жут­ке длины 2 Пи , по­это­му раз­ность про­грес­сии долж­на быть  Пи . В то же время точки на три­го­но­мет­ри­че­ской окруж­но­сти, изоб­ра­жа­ю­щие эти корни, сим­мет­рич­ны от­но­си­тель­но го­ри­зон­таль­ной оси. По­это­му един­ствен­ный шанс  — если эти корни равны  дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс Пи k и  ко­си­нус x=0. Тогда |2a плюс 1| минус 3=0, от­ку­да a=1 или a= минус 2.

Слу­чай a=1 уже разо­бран, он не под­хо­дит.

При a= минус 2 имеем урав­не­ние 2t в квад­ра­те минус 4t=0,t=0 или t=2. Урав­не­ние  ко­си­нус x=2 кор­ней не имеет, по­это­му такое a под­хо­дит.

4)  Кор­ней t=\pm 1 нет, при этом есть два корня на ин­тер­ва­ле  левая круг­лая скоб­ка минус 1;1 пра­вая круг­лая скоб­ка . Они дадут по два корня ис­ход­но­го урав­не­ния на каж­дом про­ме­жут­ке длины 2 Пи , по­это­му раз­ность про­грес­сии долж­на быть  дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . В то же время точки на три­го­но­мет­ри­че­ской окруж­но­сти, изоб­ра­жа­ю­щие эти корни, сим­мет­рич­ны от­но­си­тель­но го­ри­зон­таль­ной оси. По­это­му един­ствен­ный шанс  — если эти корни равны

 дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: Пи k, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби и  ко­си­нус x=\pm дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Тогда сумма кор­ней урав­не­ния 2t в квад­ра­те плюс 2at плюс |2a плюс 1| минус 3=0 долж­на быть равна 0, и мы по­лу­ча­ем уже разо­бран­ный слу­чай (корни там со­всем не такие, но это уже не­важ­но)

 

Ответ: a при­над­ле­жит левая фи­гур­ная скоб­ка минус 2; дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая фи­гур­ная скоб­ка \cup левая квад­рат­ная скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ;0 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка \cup левая квад­рат­ная скоб­ка 2; бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Обос­но­ван­но по­лу­чен пра­виль­ный 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 най­де­на хотя бы одна гра­нич­ная точка ис­ко­мо­го мно­же­ства зна­че­ний a

ИЛИ

уста­нов­ле­но, что ис­ход­ное урав­не­ние при всех зна­че­ни­ях a имеет един­ствен­ное ре­ше­ние .

1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, пе­ре­чис­лен­ных выше.0
Источник: А. Ларин: Тре­ни­ро­воч­ный ва­ри­ант № 9
Классификатор алгебры: Урав­не­ния с па­ра­мет­ром