Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 18 № 513258
i

Най­ди­те все зна­че­ния a, при каж­дом из ко­то­рых наи­боль­шее зна­че­ние функ­ции f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =|x минус a| минус x в квад­ра­те не мень­ше 1.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Сни­мем мо­дуль, по­лу­чим:

f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = си­сте­ма вы­ра­же­ний минус x в квад­ра­те плюс x минус a, если x боль­ше или равно a, минус x в квад­ра­те минус x плюс a, если x мень­ше a. конец си­сте­мы .

Функ­ция f опре­де­ле­на и не­пре­рыв­на на всей ве­ще­ствен­ной оси, ее гра­фик со­сто­ит из ча­стей двух па­ра­бол, ветви ко­то­рых на­прав­ле­ны вниз. Рас­смот­рим оба слу­чая.

Если x боль­ше или равно a, то  f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = минус x в квад­ра­те плюс x минус a. Этот квад­рат­ный трех­член с от­ри­ца­тель­ным стар­шим ко­эф­фи­ци­ен­том при­ни­ма­ет мак­си­маль­ное зна­че­ние при x = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . На­хо­дим:

f левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби минус a минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби минус a.

Най­ден­ное зна­че­ние долж­но быть не мень­ше 1, от­ку­да a мень­ше или равно минус дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби . При таких зна­че­ни­ях па­ра­мет­ра для x = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби вы­пол­не­но усло­вие x боль­ше или равно a.

Если x мень­ше a, то  f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = минус x в квад­ра­те минус x плюс a. Этот квад­рат­ный трех­член при­ни­ма­ет наи­боль­шее зна­че­ние в точке x = минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . На­хо­дим:

f левая круг­лая скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс a минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби плюс a.

Най­ден­ное зна­че­ние долж­но быть не мень­ше 1, от­ку­да a боль­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби . При таких зна­че­ни­ях па­ра­мет­ра для x = минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби вы­пол­не­но усло­вие x мень­ше a.

 

Ответ: a при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность ; минус дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка \cup левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ; бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка .

 

При­ведём дру­гое ре­ше­ние.

Чтобы наи­боль­шее зна­че­ние дан­ной функ­ции было не мень­ше 1, не­об­хо­ди­мо и до­ста­точ­но, чтобы она в какой-то точке при­ня­ла зна­че­ние 1. В самом деле, f левая круг­лая скоб­ка a пра­вая круг­лая скоб­ка = минус a в квад­ра­те мень­ше 1. Если наи­боль­шее зна­че­ние ее не мень­ше еди­ни­цы, то по не­пре­рыв­но­сти в какой-то точке будет зна­че­ние еди­ни­ца. Если же наи­боль­шее зна­че­ние мень­ше еди­ни­цы, то зна­че­ние еди­ни­ца при­ни­мать­ся не может. Итак, за­да­ча све­лась к такой  — при каких a есть корни у урав­не­ния |x минус a|=x в квад­ра­те плюс 1. По­сколь­ку x в квад­ра­те плюс 1 боль­ше 0, это урав­не­ние рав­но­силь­но со­во­куп­но­сти

 левая квад­рат­ная скоб­ка \beginaligned x минус a=x в квад­ра­те плюс 1, a минус x=x в квад­ра­те плюс 1 \endaligned . рав­но­силь­но левая квад­рат­ная скоб­ка \beginaligned x в квад­ра­те минус x плюс 1 плюс a=0, x в квад­ра­те плюс x плюс 1 минус a=0. \endaligned .

Эта со­во­куп­ность имеет ре­ше­ния если 1 минус 4 левая круг­лая скоб­ка 1 плюс a пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше или равно 0 или если 1 минус 4 левая круг­лая скоб­ка 1 минус a пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше или равно 0, то есть при a мень­ше или равно минус дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби или a боль­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби .

 

Ответ: a при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность ; минус дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка \cup левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ; бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка .

 

При­ве­дем еще одно ре­ше­ние.

За­дан­ная функ­ция не­пре­рыв­на и на бес­ко­неч­но­стях стре­мит­ся к минус бес­ко­неч­но­сти. По­это­му при любом зна­че­нии па­ра­мет­ра она до­сти­га­ет сво­е­го наи­боль­ше­го зна­че­ния. Тогда для того, чтобы наи­боль­шее зна­че­ние функ­ции f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =|x минус a| минус x в квад­ра­те было не мень­ше 1, не­об­хо­ди­мо и до­ста­точ­но, чтобы не­ра­вен­ство f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше или равно 1 имело ре­ше­ние. За­пи­шем его в виде

|x минус a| боль­ше или равно x в квад­ра­те плюс 1

и по­стро­им гра­фи­ки левой и пра­вой ча­стей не­ра­вен­ства.

Гра­фик пра­вой части не­ра­вен­ства  — па­ра­бо­ла, по­лу­чен­ная из па­ра­бо­лы, за­да­ва­е­мой урав­не­ни­ем y=x в квад­ра­те сдви­гом на 1 вверх вдоль оси ор­ди­нат. Гра­фик пра­вой части не­ра­вен­ства по­лу­ча­ет­ся сдви­гом гра­фи­ка функ­ции y=|x минус a| сдви­гом на |a| еди­ниц вдоль оси абс­цисс впра­во или влево в за­ви­си­мо­сти от знака a.

Пусть при a=a_1 пра­вая ветвь гра­фи­ка мо­ду­ля ка­са­ет­ся па­ра­бо­лы, а при a=a_2  — левая (см. рис.). Тогда при a_1 мень­ше a мень­ше a_2 па­ра­бо­ла це­ли­ком лежит выше гра­фи­ка мо­ду­ля и не­ра­вен­ство не имеет ре­ше­ний. При про­чих зна­че­ни­ях па­ра­мет­ра не­ра­вен­ство имеет ре­ше­ния, по­это­му оста­лось уста­но­вить зна­че­ния, со­от­вет­ству­ю­щие ка­са­нию.

При x боль­ше или равно a в силу ра­вен­ства |x минус a|=x минус a по­лу­ча­ем урав­не­ние x минус a_1=x в квад­ра­те плюс 1 или x в квад­ра­те минус x плюс левая круг­лая скоб­ка a_1 плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =0. Слу­чаю ка­са­ния со­от­вет­ству­ет един­ствен­ное ре­ше­ние этого урав­не­ния, по­это­му его дис­кри­ми­нант дол­жен быть равен нулю: 1 минус 4 левая круг­лая скоб­ка a_1 плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =0, от­ку­да a_1= минус дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби . Ана­ло­гич­но для x мень­ше a по­лу­ча­ем урав­не­ние x в квад­ра­те плюс x плюс левая круг­лая скоб­ка 1 минус a_2 пра­вая круг­лая скоб­ка =0, от­ку­да на­хо­дим 1 минус 4 левая круг­лая скоб­ка 1 минус a_2 пра­вая круг­лая скоб­ка =0 или a_2= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби . Тем самым, a при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность ; минус дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка \cup левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ; бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Обос­но­ван­но по­лу­чен пра­виль­ный ответ.4
С по­мо­щью вер­но­го рас­суж­де­ния по­лу­че­ны оба вер­ных зна­че­ния па­ра­мет­ра, но

–  или в ответ вклю­че­ны также и одно-два не­вер­ных зна­че­ния;

–  или ре­ше­ние не­до­ста­точ­но обос­но­ва­но.

3
С по­мо­щью вер­но­го рас­суж­де­ния по­лу­че­но хотя бы одно вер­ное зна­че­ние па­ра­мет­ра.2
За­да­ча све­де­на к ис­сле­до­ва­нию:

–  или вза­им­но­го рас­по­ло­же­ния трёх окруж­но­стей;

–  или двух квад­рат­ных урав­не­ний с па­ра­мет­ром.

1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, пе­ре­чис­лен­ных выше.0
Источник: Ти­по­вые те­сто­вые за­да­ния по ма­те­ма­ти­ке, под ре­дак­ци­ей И. В. Ящен­ко 2016
Классификатор алгебры: Ку­соч­ное по­стро­е­ние гра­фи­ка функ­ции
Вахтанг Хочолава 04.06.2017 10:29

Гра­фик функ­ции -- па­ра­бо­ла, ветви ко­то­рой на­прав­ле­ны вниз. Наи­боль­шее зна­че­ние она при­ни­ма­ет в вер­ши­не па­ра­бо­лы при f`(x)=0. Рас­смот­рим 2 слу­чая: когда x≥a и x<a:

 

1) f(x)=x-a-x²

f`(x)=-2x+1

f`(x)=0 при x=1/2

fmax=f(1/2)=1/2-a-(1/2)²=1/4-a

fmax≥1    1/4-a≥1 a≤-3/4    x≥a

2) f(x)=-x+a-x²

f`(x)=-2x-1

f`(x)=0 при x=-1/2

fmax=f(1/2)=1/2+a-(1/2)²=1/4+a

fmax≥1    1/4+a≥1 a≥3/4    x<a

Ответ: a≤-3/4     a≥3/4

 

По-моему, более ра­ци­о­наль­ное ре­ше­ние.

Служба поддержки

На­пи­са­ли в таком ключе. Спа­си­бо.

Valentin Evstafyev 14.10.2019 13:31

Более ко­рот­кое ре­ше­ние.

При рас­кры­тии мо­ду­ля мы рас­смат­ри­ва­ем две па­ра­бо­лы, вет­вя­ми вниз, абс­цис­сы вер­шин ко­то­рых 0,5 и -0,5. ООФ — любое число, функ­ция не­пре­рыв­на. Зна­чит, наи­боль­шее зна­че­ние функ­ция при­ни­ма­ет в одной из этих вер­шин. При этом f(0)=|a|>=0. За­ме­тим, что при любом зна­че­нии а зна­че­ние в одной из вер­шин равно |a|+0,25. Зна­чит, усло­вие за­да­чи вы­пол­ня­ет­ся, если |a|+0,25>=1. Что и даёт ответ, сов­па­да­ю­щий с ав­тор­ским.

Служба поддержки

К этому ре­ше­нию есть во­про­сы. По­че­му когда в одной вер­ши­не зна­че­ние зна­че­ние |a|+0,25 в дру­гой не боль­ше? Зачем в ре­ше­нии най­де­но зна­че­ние f(0)?