Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д17 C6 № 508146
i

При каких зна­че­ни­ях па­ра­мет­ра а си­сте­ма урав­не­ний

 си­сте­ма вы­ра­же­ний  новая стро­ка y в квад­ра­те плюс 2xy плюс левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те плюс 2x минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 3 минус x в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка =0 , новая стро­ка y минус ax минус 6a=0 конец си­сте­мы .

имеет более двух раз­лич­ных ре­ше­ний?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Пре­об­ра­зу­ем левую часть пер­во­го урав­не­ния си­сте­мы.

y в квад­ра­те плюс 2xy плюс левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те плюс 2x минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на левая круг­лая скоб­ка 3 минус x в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка =y в квад­ра­те плюс 2xy плюс x в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 2x пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка минус x в квад­ра­те =

= левая круг­лая скоб­ка x плюс y пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс 2 левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на x плюс x в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка x плюс y пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те минус 3 плюс x пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те =

= левая круг­лая скоб­ка x плюс y минус x в квад­ра­те плюс 3 минус x пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на левая круг­лая скоб­ка x плюс y плюс x в квад­ра­те минус 3 плюс x пра­вая круг­лая скоб­ка = минус левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те минус y минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те плюс 2x плюс y минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка

В этот ре­зуль­тат под­ста­вим зна­че­ние у, по­лу­чен­ное из вто­ро­го урав­не­ния си­сте­мы и за­пи­шем пер­вое урав­не­ние так:

 минус левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те минус ax минус 6a минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те плюс 2x плюс ax плюс 6a минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка =0 рав­но­силь­но левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те минус ax минус 6a минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка a плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка x плюс 6a минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка =0.

Таким об­ра­зом, мы по­лу­чи­ли со­во­куп­ность двух урав­не­ний:

x в квад­ра­те минус ax минус 6a минус 3=0 левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка

x в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка a плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка x плюс 6a минус 3=0 левая круг­лая скоб­ка 2 пра­вая круг­лая скоб­ка

Най­дем зна­че­ния па­ра­мет­ра а, при ко­то­рых урав­не­ния (1) и (2) ре­ше­ний иметь не будут. Ясно, что при таких зна­че­ни­ях а их дис­кри­ми­нан­ты (обо­зна­чим их D_1 и D_2 со­от­вет­ствен­но) будут от­ри­ца­тель­ны­ми.

Для урав­не­ния (1):

a в квад­ра­те плюс 24a плюс 12 мень­ше 0 рав­но­силь­но минус 12 минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 144 минус 12 конец ар­гу­мен­та мень­ше a мень­ше минус 12 плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 132 конец ар­гу­мен­та рав­но­силь­но минус 12 минус 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 33 конец ар­гу­мен­та мень­ше a мень­ше минус 12 плюс 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 33 конец ар­гу­мен­та .

Для урав­не­ния (2):

a в квад­ра­те плюс 4a плюс 4 минус 24a плюс 12 мень­ше 0 рав­но­силь­но a в квад­ра­те минус 20a плюс 16 мень­ше 0 рав­но­силь­но
 рав­но­силь­но 10 минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 100 минус 16 конец ар­гу­мен­та мень­ше a мень­ше 10 плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 84 конец ар­гу­мен­та рав­но­силь­но 10 минус 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 конец ар­гу­мен­та мень­ше a мень­ше 10 плюс 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 конец ар­гу­мен­та .

За­ме­тим, что  минус 12 минус 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 33 конец ар­гу­мен­та мень­ше минус 12 плюс 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 33 конец ар­гу­мен­та мень­ше 10 минус 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 конец ар­гу­мен­та мень­ше 10 плюс 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 конец ар­гу­мен­та .

Ко­ли­че­ство ре­ше­ний урав­не­ний (1) и (2) можно уви­деть из таб­ли­цы, со­став­лен­ной на ос­но­ва­нии ис­сле­до­ва­ния зна­ков D_1 и D_2.

Слу­чаи 3 и 7 ин­те­ре­са не пред­став­ля­ют.

В слу­ча­ях 1, 5, 9, в ко­то­рых оба урав­не­ния имеют по два раз­лич­ных корня, тож­де­ствен­ных сов­па­де­ний этих кор­ней не будет, по­сколь­ку для та­ко­го сов­па­де­ния не­об­хо­ди­мо ра­вен­ство абс­цисс осей сим­мет­рии кор­ней, т. е. абс­цисс вер­шин 2-х па­ра­бол (обо­зна­чим их m_1 и m_2). Но m_1= дробь: чис­ли­тель: a, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ;m_2= минус дробь: чис­ли­тель: a плюс 2, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . Ясно, что ра­вен­ство m_1=m_2 ни при каких а не вы­пол­ни­мо. А это зна­чит, что при D_1 боль­ше 0 и D_2 боль­ше 0си­сте­ма имеет не менее трех раз­лич­ных кор­ней.

Оста­лось про­ве­рить слу­чаи 2, 4, 6 и 8.

Най­дем, при каких зна­че­ни­ях а воз­мож­но сов­па­де­ние кор­ней урав­не­ний (1) и (2). Для этого решим урав­не­ние x в квад­ра­те минус ax минус 6a минус 3=x в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка a плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка x плюс 6a минус 3 от­но­си­тель­но х.

x в квад­ра­те минус ax минус 6a минус 3=x в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка a плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка x плюс 6a минус 3 рав­но­силь­но
 рав­но­силь­но минус ax минус 6a минус 3=ax плюс 2x плюс 6a минус 3 рав­но­силь­но левая круг­лая скоб­ка 2a плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка x= минус 12a рав­но­силь­но x= минус дробь: чис­ли­тель: 6a, зна­ме­на­тель: a плюс 1 конец дроби .

В слу­ча­ях 2 и 4 урав­не­ние (1) имеет два оди­на­ко­вых корня  левая круг­лая скоб­ка D_1=0 пра­вая круг­лая скоб­ка .

Это x_1=x_2= дробь: чис­ли­тель: a, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . Тогда долж­но вы­пол­нять­ся усло­вие:

 минус дробь: чис­ли­тель: 6a, зна­ме­на­тель: a плюс 1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: a, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби рав­но­силь­но a в квад­ра­те плюс a= минус 12a рав­но­силь­но a левая круг­лая скоб­ка a плюс 13 пра­вая круг­лая скоб­ка =0 рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний  новая стро­ка a=0 , новая стро­ка a= минус 13  конец со­во­куп­но­сти ..

 минус 12\pm 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 33 конец ар­гу­мен­та не равно 0; минус 12\pm 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 33 конец ар­гу­мен­та не равно минус 13. (Сумма ра­ци­о­наль­но­го числа и ир­ра­ци­о­наль­но­го числа не может рав­нять­ся ра­ци­о­наль­но­му числу). А это зна­чит, что в этих слу­ча­ях ре­ше­ния урав­не­ния (1) сов­пасть хотя бы с одним кор­нем урав­не­ния (2) при a= минус 12\pm 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 33 конец ар­гу­мен­та не может.

Сле­до­ва­тель­но, в слу­ча­ях 2 и 4 си­сте­ма будет иметь ровно три раз­лич­ных ре­ше­ния.

По­ве­рим слу­чаи 6 и 8, в ко­то­рых D_2=0.

Корни урав­не­ния (2) будут иметь вид: x_3=x_4= минус дробь: чис­ли­тель: a плюс 2, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . При сов­па­де­нии та­ко­го корня хотя бы с одним из кор­ней урав­не­ния (1) долж­но вы­пол­нять­ся усло­вие:

 дробь: чис­ли­тель: 6a, зна­ме­на­тель: a плюс 1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: a плюс 2, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби рав­но­силь­но a в квад­ра­те плюс 3a плюс 2 минус 12a=0 рав­но­силь­но
 рав­но­силь­но a в квад­ра­те минус 9a плюс 2=0 рав­но­силь­но a= дробь: чис­ли­тель: 9\pm ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 81 минус 8 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби рав­но­силь­но a= дробь: чис­ли­тель: 9\pm ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 72 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Но при этом не вы­пол­ня­ют­ся ра­вен­ства: 9\pm ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 73 конец ар­гу­мен­та =20 минус 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 конец ар­гу­мен­та ;\9\pm ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 73 конец ар­гу­мен­та =20 плюс 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 конец ар­гу­мен­та .

Убе­дим­ся в этом. Пред­по­ло­жим, что эти ра­вен­ства вы­пол­ня­ют­ся. Тогда:

9 минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 73 конец ар­гу­мен­та =20 минус 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 конец ар­гу­мен­та рав­но­силь­но 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 конец ар­гу­мен­та минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 73 конец ар­гу­мен­та =11 рав­но­силь­но 16 умно­жить на 21 плюс 73 минус 8 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 умно­жить на 73 конец ар­гу­мен­та =121\Lefrightarrow

 рав­но­силь­но 288=8 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 умно­жить на 73 конец ар­гу­мен­та рав­но­силь­но 288 умно­жить на 288=64 умно­жить на 21 умно­жить на 73 рав­но­силь­но 36 умно­жить на 36=21 умно­жить на 73.

Это ра­вен­ство места не имеет, так как слева ра­вен­ства по­лу­ча­ем число чет­ное, а спра­ва  — число не­чет­ное.

9 плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 73 конец ар­гу­мен­та =20 минус 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 конец ар­гу­мен­та рав­но­силь­но 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 конец ар­гу­мен­та плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 73 конец ар­гу­мен­та =11 рав­но­силь­но
 рав­но­силь­но 16 умно­жить на 21 плюс 73 плюс 8 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 умно­жить на 73 конец ар­гу­мен­та =121 рав­но­силь­но 288= минус 8 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 умно­жить на 73 конец ар­гу­мен­та .

Ра­вен­ство не­вы­пол­ни­мо, по­сколь­ку слева ра­вен­ства число по­ло­жи­тель­ное, тогда как спра­ва  — от­ри­ца­тель­ное.

9 минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 73 конец ар­гу­мен­та =20 плюс 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 конец ар­гу­мен­та  рав­но­силь­но 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 конец ар­гу­мен­та плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 73 конец ар­гу­мен­та = минус 11 (ра­вен­ство не­вы­пол­ни­мо из-за по­ло­жи­тель­но­сти левой части и от­ри­ца­тель­но­сти пра­вой).

9 плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 73 конец ар­гу­мен­та =20 плюс 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 конец ар­гу­мен­та  рав­но­силь­но  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 73 конец ар­гу­мен­та минус 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 конец ар­гу­мен­та =11  рав­но­силь­но  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 73 конец ар­гу­мен­та минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 336 конец ар­гу­мен­та =11. Од­на­ко,  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 73 конец ар­гу­мен­та минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 336 конец ар­гу­мен­та мень­ше 0, тогда как 11 боль­ше 0.

Зна­чит, в слу­ча­ях 6 и 8 си­сте­ма также будет иметь ровно 3 раз­лич­ных ре­ше­ния.

Итак, ис­ко­мы­ми зна­че­ни­я­ми па­ра­мет­ра а яв­ля­ют­ся эле­мен­ты мно­же­ства

 левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность ; минус 12 минус 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 33 конец ар­гу­мен­та пра­вая квад­рат­ная скоб­ка \cup левая квад­рат­ная скоб­ка минус 12 плюс 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 33 конец ар­гу­мен­та ;10 минус 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 конец ар­гу­мен­та пра­вая квад­рат­ная скоб­ка \cup левая квад­рат­ная скоб­ка 10 плюс 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 конец ар­гу­мен­та ; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка .

 

Ответ:  левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность ; минус 12 минус 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 33 конец ар­гу­мен­та пра­вая квад­рат­ная скоб­ка \cup левая квад­рат­ная скоб­ка минус 12 плюс 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 33 конец ар­гу­мен­та ;10 минус 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 конец ар­гу­мен­та пра­вая квад­рат­ная скоб­ка \cup левая квад­рат­ная скоб­ка 10 плюс 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 конец ар­гу­мен­та ; плюс 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 № 94
Классификатор алгебры: Си­сте­мы с па­ра­мет­ром