Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Най­ди­те все а, при каж­дом из ко­то­рых функ­ция f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =x в кубе минус 3ax в квад­ра­те плюс 3a в квад­ра­те x минус 3|x| плюс 3 имеет ровно два экс­тре­му­ма на про­ме­жут­ке (−2; 3).

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

За­дан­ная функ­ция опре­де­ле­на и не­пре­рыв­на в каж­дой точке ин­тер­ва­ла (−2; 3).

На ин­тер­ва­ле (−2; 0) имеем: f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =x в кубе минус 3ax в квад­ра­те плюс 3a в квад­ра­те x плюс 3x плюс 3, тогда

f' левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =3x в квад­ра­те минус 6ax плюс 3a в квад­ра­те плюс 3=3 левая круг­лая скоб­ка x минус a пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс 3 боль­ше 0,

по­это­му функ­ция f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка на (−2; 0) мо­но­тон­но воз­рас­та­ет, и, сле­до­ва­тель­но, экс­тре­му­мов не имеет.

Рас­смот­рим те­перь про­ме­жу­ток [0; 3). На нем f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =x в кубе минус 3ax в квад­ра­те плюс 3a в квад­ра­те x минус 3x плюс 3, тогда f' левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =3x в квад­ра­те минус 6ax плюс 3a в квад­ра­те минус 3. Най­дем нули про­из­вод­ной:

3x в квад­ра­те минус 6ax плюс 3a в квад­ра­те минус 3=0 рав­но­силь­но x в квад­ра­те минус 2ax плюс a в квад­ра­те минус 1=0 рав­но­силь­но
 рав­но­силь­но левая круг­лая скоб­ка x минус a пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те минус 1=0 рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний  новая стро­ка x минус a= минус 1 , новая стро­ка x минус a=1 конец со­во­куп­но­сти . рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний  новая стро­ка x=a минус 1 , новая стро­ка x=a плюс 1 . конец со­во­куп­но­сти .

 

Рас­смат­ри­ва­е­мая функ­ция в точке 0 экс­тре­мум может иметь, может и не иметь (см. ниже).

Слу­чай 1. Если в точке 0 экс­тре­му­ма нет, то обе точки экс­тре­му­ма обя­за­ны при­над­ле­жать ин­тер­ва­лу (0; 3), то долж­на быть сов­мест­на си­сте­ма:

 си­сте­ма вы­ра­же­ний  новая стро­ка a минус 1 боль­ше 0 , новая стро­ка a плюс 1 мень­ше 3 конец си­сте­мы . рав­но­силь­но 1 мень­ше a мень­ше 2.

Слу­чай 2. Если 0  — точка экс­тре­му­ма, то функ­ция f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка долж­на иметь на ин­тер­ва­ле (0; 3) ровно одну точку экс­тре­му­ма. Тогда либо

 си­сте­ма вы­ра­же­ний  новая стро­ка a минус 1 мень­ше или равно 0 , новая стро­ка 0 мень­ше a плюс 1 мень­ше 3 конец си­сте­мы . рав­но­силь­но минус 1 мень­ше a мень­ше или равно 1,

либо

 си­сте­ма вы­ра­же­ний  новая стро­ка 0 мень­ше a минус 1 мень­ше 3, новая стро­ка a плюс 1 боль­ше или равно 3 конец си­сте­мы . рав­но­силь­но 2 мень­ше или равно a мень­ше 4.

Оста­лось вы­яс­нить, при каких зна­че­ни­ях па­ра­мет­ра точка 0 яв­ля­ет­ся точ­кой экс­тре­му­ма, а при каких нет.

За­дан­ная функ­ция не­пре­рыв­на, и она воз­рас­та­ет на (−2; 0). Для лю­бо­го a из (−1; 1] най­дет­ся ин­тер­вал (0; m), на ко­то­ром f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка убы­ва­ет. В этом слу­чае точка 0 яв­ля­ет­ся точ­кой мак­си­му­ма. Для лю­бо­го a не ле­жа­ще­го на (−1; 1] най­дет­ся ин­тер­вал (0; m) на ко­то­ром f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка воз­рас­та­ет. В этом слу­ча­ет точка 0 не яв­ля­ет­ся точ­кой экс­тре­му­ма. Таким об­ра­зом, во вто­ром слу­чае ис­ко­мы­ми яв­ля­ют­ся толь­ко такие зна­че­ния a, что  минус 1 мень­ше a мень­ше или равно 1.

Объ­еди­няя слу­чаи 1 и 2, по­лу­ча­ем:  минус 1 мень­ше a мень­ше 2.

До­пол­ни­тель­но от­ме­тим, что при a из [2; 4) функ­ция имеет один экс­тре­мум на (−2; 3) и не имеет экс­тре­му­мов при про­чих зна­че­ни­ях па­ра­мет­ра.

 

Ответ: (−1; 2).

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Обос­но­ван­но по­лу­чен пра­виль­ный ответ.4
По­лу­чен вер­ный ответ. Ре­ше­ние в целом вер­ное. Обос­но­ва­но най­де­ны оба про­ме­жут­ка зна­че­ний па­ра­мет­ра из от­ве­та к за­да­че, при этом воз­мож­ны не­точ­но­сти с (не)вклю­че­ни­ем кон­цов и(или) вы­чис­ли­тель­ная по­греш­ность.3
Обос­но­ва­но най­ден хотя бы один про­ме­жу­ток зна­че­ний па­ра­мет­ра из от­ве­та к за­да­че, при этом воз­мож­ны не­точ­но­сти с (не)вклю­че­ни­ем кон­цов и(или) вы­чис­ли­тель­ная по­греш­ность.2
Ре­ше­ние со­дер­жит:

−  или вер­ное опи­са­ние рас­по­ло­же­ния двух лучей и пря­мой из усло­вия за­да­чи;

−  или вер­ное по­лу­че­ние квад­рат­но­го урав­не­ния с па­ра­мет­ром a от­но­си­тель­но одной из пе­ре­мен­ных.

1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, пе­ре­чис­лен­ных выше.0
Мак­си­маль­ный балл4
Источник: А. Ларин: Тре­ни­ро­воч­ный ва­ри­ант № 126
Классификатор алгебры: Ку­соч­ное по­стро­е­ние гра­фи­ка функ­ции
Методы алгебры: Вы­де­ле­ние пол­но­го квад­ра­та, Ис­поль­зо­ва­ние кос­вен­ных ме­то­дов, Ис­поль­зо­ва­ние сим­мет­рий, оце­нок, мо­но­тон­но­сти, Пе­ре­бор слу­ча­ев