
Найдите все значения параметра a, при каждом из которых уравнение имеет единственное решение на отрезке
Решение. Уравнение имеет решения при любом a из множества значений функции определённой на отрезке
Найдём множество значений функции на данном отрезке.
Вычислим производную: Решим уравнение
Определим знаки производной функции и изобразим на рисунке поведение функции:
Найдем значение функции на концах отрезка и в точке максимума:
Для вычисления значений синуса и косинуса величины обратимся к рисунку: тангенс отмеченного острого угла прямоугольного треугольника равен 2, синус и косинус этого угла находим как отношение катетов к гипотенузе.
Итак, функция на отрезке
возрастает, принимая значения из отрезка
а на отрезке
убывает, принимая значения из отрезка
Поэтому уравнение имеет единственное решение при
и
Ответ:
Приведем другое решение.
Преобразуем выражение, задающее функцию путем введения вспомогательного угла:
где
Заметим, что и поскольку функция
достигает своего максимального значения 1 в нуле, то функция
достигает максимума равного
в точке
Остается найти значения функции
на концах отрезка:
Таким образом, функция на отрезке
возрастает, принимая значения из отрезка
а на отрезке
убывает, принимая значения из отрезка
Поэтому уравнение имеет единственное решение при
и
Приведём ещё одно решение.
Пусть Тогда
а уравнение
записывается в виде
Введём систему координат zOy и отметим на окружности ω, задаваемой уравнением точки
и
соответствующие повороту точки с координатами (1; 0) на угол
и
соответственно (см. рис.). Исходное уравнение имеет единственное решение на отрезке
тогда и только тогда, когда прямая l, задаваемая уравнением
имеет с меньшей дугой АВ окружности ω единственную общую точку.
Пусть прямая l проходит через точку А при проходит через точку В при
и касается окружности ω при
Тогда искомыми являются все значения параметра из полуинтервала
и
Подставляя координаты точек A и B в уравнение прямой l, находим:
Значение aC определим следующим образом: касанию прямой и окружности соответствует единственное решение системы уравнений и
то есть единственное решение уравнения
Приведем его к виду
и найдем дискриминант
который обращается в нуль при
Касанию прямой и окружности в I четверти соответствует положительное значение параметра, тем самым,
Итак, и
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
| Обоснованно получен правильный ответ. | 4 |
| С помощью верного рассуждения получены все значения a, но некоторые граничные точки включены/исключены неверно. | 3 |
| С помощью верного рассуждения получены не все значения a. | 2 |
| Задача верно сведена к исследованию взаимного расположения графика функции и прямой (аналитически или графически). | 1 |
| Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше. | 0 |
PDF-версии: