Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д17 C6 № 513223
i

Най­ди­те все зна­че­ния а, при каж­дом из ко­то­рых мно­же­ство ре­ше­ний не­ра­вен­ства |x минус a| плюс |x плюс 3a| боль­ше или равно x в квад­ра­те плюс a в квад­ра­те со­дер­жит ровно че­ты­ре целых зна­че­ния x.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Решим за­да­чу гра­фи­че­ски. Вы­ра­же­ния, сто­я­щие под зна­ком мо­ду­лей, об­ра­ща­ют­ся в нуль при a=x и при a= минус дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби . Пря­мые, за­да­ва­е­мые урав­не­ни­я­ми a=x и a= минус дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , раз­би­ва­ют плос­кость хОа на че­ты­ре об­ла­сти. Рас­кро­ем мо­ду­ли, на каж­дой из этих об­ла­стей и по­стро­им на этих об­ла­стях гра­фик не­ра­вен­ства (см. ниже).

Гра­фи­ком не­ра­вен­ства яв­ля­ет­ся мно­же­ство точек, ле­жа­щих внут­ри об­ла­сти с гра­ни­цей АВ1С1А1BCA, вклю­чая гра­ни­цу. Для каж­до­го кон­крет­но­го зна­че­ния па­ра­мет­ра a  =  a0 ре­ше­ние не­ра­вен­ства пред­став­ля­ет собой мно­же­ство точек x, ле­жа­щих на пря­мой a  =  a0 и на­хо­дя­щих­ся внут­ри по­стро­ен­ной об­ла­сти.

По­сколь­ку не­ра­вен­ство долж­но иметь ровно 4 целых ре­ше­ния, ис­ко­мы­ми зна­че­ни­я­ми па­ра­мет­ра яв­ля­ют­ся те, для ко­то­рых со­от­вет­ству­ю­щие от­рез­ки го­ри­зон­таль­ных пря­мых со­дер­жат ровно 4 це­ло­чис­лен­ные точки (вы­де­ле­ны на ри­сун­ке крас­ным), то есть все пря­мые для  минус 2 мень­ше a мень­ше 0 или 0 мень­ше a мень­ше 2.

Оста­лось по­ка­зать, как по­стро­ить гра­фик не­ра­вен­ства |x минус a| плюс |x плюс 3a| боль­ше или равно x в квад­ра­те плюс a в квад­ра­те . Рас­кры­вая мо­ду­ли, по­лу­ча­ем че­ты­ре об­ла­сти.

Об­ласть (1):

 си­сте­ма вы­ра­же­ний a мень­ше или равно x, a боль­ше или равно минус дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , левая круг­лая скоб­ка x минус a пра­вая круг­лая скоб­ка плюс левая круг­лая скоб­ка x плюс 3a пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше или равно x в квад­ра­те плюс a в квад­ра­те конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний a мень­ше или равно x, a боль­ше или равно минус дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , 2x плюс 2a боль­ше или равно x в квад­ра­те плюс a в квад­ра­те конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний a мень­ше или равно x, a боль­ше или равно минус дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , левая круг­лая скоб­ка x минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка a минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те мень­ше или равно 2. конец си­сте­мы .

Об­ласть (2):

 си­сте­ма вы­ра­же­ний a боль­ше или равно x, a боль­ше или равно минус дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , минус левая круг­лая скоб­ка x минус a пра­вая круг­лая скоб­ка плюс левая круг­лая скоб­ка x плюс 3a пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше или равно x в квад­ра­те плюс a в квад­ра­те конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний a боль­ше или равно x, a боль­ше или равно минус дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , 4a боль­ше или равно x в квад­ра­те плюс a в квад­ра­те . конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний a боль­ше или равно x, a боль­ше или равно минус дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , x в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка a минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те мень­ше или равно 4. конец си­сте­мы .

Об­ласть (3):

 си­сте­ма вы­ра­же­ний a боль­ше или равно x, a мень­ше или равно минус дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , минус левая круг­лая скоб­ка x минус a пра­вая круг­лая скоб­ка минус левая круг­лая скоб­ка x плюс 3a пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше или равно x в квад­ра­те плюс a в квад­ра­те конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний a боль­ше или равно x, a мень­ше или равно минус дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , минус 2x минус 2a боль­ше или равно x в квад­ра­те плюс a в квад­ра­те . конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний a боль­ше или равно x, a мень­ше или равно минус дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , левая круг­лая скоб­ка x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка a плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те мень­ше или равно 2. конец си­сте­мы .

Об­ласть (4):

 си­сте­ма вы­ра­же­ний a мень­ше или равно x, a мень­ше или равно минус дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , левая круг­лая скоб­ка x минус a пра­вая круг­лая скоб­ка минус левая круг­лая скоб­ка x плюс 3a пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше или равно x в квад­ра­те плюс a в квад­ра­те конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний a мень­ше или равно x, a мень­ше или равно минус дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , минус 4a боль­ше или равно x в квад­ра­те плюс a в квад­ра­те . конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний a мень­ше или равно x, a мень­ше или равно минус дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , x в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка a плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те мень­ше или равно 4. конец си­сте­мы .

На об­ла­сти (1) ре­ше­ние не­ра­вен­ства пред­став­ля­ет собой часть круга с цен­тром в точке (1; 1) и ра­ди­у­сом r_1= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , огра­ни­чен­ную пря­мы­ми a=x,  a= минус дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби . За­ме­тим, что окруж­ность ω1, яв­ля­ю­ща­я­ся гра­ни­цей круга, пе­ре­се­ка­ет ось абс­цисс в точ­ках  O левая круг­лая скоб­ка 0; 0 пра­вая круг­лая скоб­ка и C левая круг­лая скоб­ка 2; 0 пра­вая круг­лая скоб­ка . Най­дем ко­ор­ди­на­ты точек пе­ре­се­че­ния дан­ной окруж­но­сти с ука­зан­ны­ми пря­мы­ми. Для пря­мой a=x, имеем:

 си­сте­ма вы­ра­же­ний левая круг­лая скоб­ка x минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка a минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те =2, x=a конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний левая круг­лая скоб­ка a минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те =1, x=a конец си­сте­мы . рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний си­сте­ма вы­ра­же­ний a минус 1= минус 1,x=a, конец си­сте­мы . си­сте­ма вы­ра­же­ний a минус 1=1,x=a конец си­сте­мы . конец со­во­куп­но­сти . рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний си­сте­ма вы­ра­же­ний a=0,x=0, конец си­сте­мы . си­сте­ма вы­ра­же­ний a=2,x=2. конец си­сте­мы . конец со­во­куп­но­сти .

Ис­ко­мые точки:  O левая круг­лая скоб­ка 0; 0 пра­вая круг­лая скоб­ка и A левая круг­лая скоб­ка 2; 2 пра­вая круг­лая скоб­ка .

Ана­ло­гич­но для пря­мой  a= минус дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби на­хо­дим:

 си­сте­ма вы­ра­же­ний левая круг­лая скоб­ка x минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка a минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те =2, x= минус 3a конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний левая круг­лая скоб­ка минус 3a минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка a минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те =2, x= минус 3a конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний 10a в квад­ра­те плюс 4a=0, x= минус 3a конец си­сте­мы . рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний си­сте­ма вы­ра­же­ний a=0,a=0, конец си­сте­мы . си­сте­ма вы­ра­же­ний a= минус дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби ,x= дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби . конец си­сте­мы . конец со­во­куп­но­сти .

Ис­ко­мые точки:  O левая круг­лая скоб­ка 0; 0 пра­вая круг­лая скоб­ка и B левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби ; минус дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка .

На об­ла­сти (2) ре­ше­ние не­ра­вен­ства пред­став­ля­ет собой часть круга с цен­тром в точке (0; 2) и ра­ди­у­сом r_2=2, огра­ни­чен­ную пря­мы­ми a=x,  a= минус дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби . За­ме­тим, что окруж­ность ω2, яв­ля­ю­ща­я­ся гра­ни­цей круга, пе­ре­се­ка­ет ось абс­цисс в точке  O левая круг­лая скоб­ка 0; 0 пра­вая круг­лая скоб­ка . Най­дем ко­ор­ди­на­ты точек пе­ре­се­че­ния дан­ной окруж­но­сти с ука­зан­ны­ми пря­мы­ми. Для пря­мой a=x, имеем:

 си­сте­ма вы­ра­же­ний x в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка a минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те =4, x=a конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний 2a в квад­ра­те минус 4a=0, x=a конец си­сте­мы . рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний си­сте­ма вы­ра­же­ний a=0,x=a, конец си­сте­мы . си­сте­ма вы­ра­же­ний a=2,x=a конец си­сте­мы . конец со­во­куп­но­сти . рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний си­сте­ма вы­ра­же­ний a=0,x=0, конец си­сте­мы . си­сте­ма вы­ра­же­ний a=2,x=2. конец си­сте­мы . конец со­во­куп­но­сти .

Ис­ко­мые точки:  O левая круг­лая скоб­ка 0; 0 пра­вая круг­лая скоб­ка и A левая круг­лая скоб­ка 2; 2 пра­вая круг­лая скоб­ка .

Ана­ло­гич­но для пря­мой  a= минус дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби на­хо­дим:

 си­сте­ма вы­ра­же­ний x в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка a минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те =4, x= минус 3a конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний 9a в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка a минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те =4, x= минус 3a конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний 10a в квад­ра­те минус 4a=0, x= минус 3a конец си­сте­мы . рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний си­сте­ма вы­ра­же­ний a=0,x=0, конец си­сте­мы . си­сте­ма вы­ра­же­ний a= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби ,x= минус дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби . конец си­сте­мы . конец со­во­куп­но­сти .

Ис­ко­мые точки:  O левая круг­лая скоб­ка 0; 0 пра­вая круг­лая скоб­ка и B_1 левая круг­лая скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка .

Об­ла­сти (3) и (4) можно рас­смот­реть ана­ло­гич­но. Но можно за­ме­тить, что если точка  левая круг­лая скоб­ка x; a пра­вая круг­лая скоб­ка яв­ля­ет­ся ре­ше­ни­ем не­ра­вен­ства, то и точка  левая круг­лая скоб­ка минус x; минус a пра­вая круг­лая скоб­ка яв­ля­ет­ся его ре­ше­ни­ем:

| минус x минус левая круг­лая скоб­ка минус a пра­вая круг­лая скоб­ка | плюс | минус x плюс 3 умно­жить на левая круг­лая скоб­ка минус a пра­вая круг­лая скоб­ка | боль­ше или равно левая круг­лая скоб­ка минус x пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка минус a пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те рав­но­силь­но | минус x плюс a| плюс |x плюс 3a| боль­ше или равно x в квад­ра­те плюс a в квад­ра­те .

Это озна­ча­ет, что мно­же­ство ре­ше­ний не­ра­вен­ства сим­мет­рич­но от­но­си­тель­но на­ча­ла ко­ор­ди­нат. Тем самым, до­ста­точ­но по­стро­ить часть гра­фи­ка не­ра­вен­ства, ле­жа­щую выше пря­мой a= минус дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , то есть на об­ла­стях (1) и (2), а затем от­ра­зить её от­но­си­тель­но на­ча­ла ко­ор­ди­нат. Так нами и было сде­ла­но.

 

Ответ:  левая круг­лая скоб­ка минус 2; 0 пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая круг­лая скоб­ка 0;2 пра­вая круг­лая скоб­ка .

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 № 144
Классификатор алгебры: Не­ра­вен­ства с па­ра­мет­ром