Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д17 C6 № 527638
i

Най­ди­те все зна­че­ния па­ра­мет­ра a, при ко­то­рых урав­не­ние

ax=x ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x минус 2x в сте­пе­ни 5 плюс x в кубе конец ар­гу­мен­та

имеет чет­ное число ре­ше­ний.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

За­ме­тим, что

 ax=x ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x минус 2x в сте­пе­ни 5 плюс x в кубе конец ар­гу­мен­та рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний x=0,a= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x минус 2x в сте­пе­ни 5 плюс x в кубе конец ар­гу­мен­та . конец со­во­куп­но­сти .

В си­сте­ме ко­ор­ди­нат xOa гра­фи­ком по­лу­чен­ной со­во­куп­но­сти, а зна­чит, и гра­фи­ком ис­ход­но­го урав­не­ния яв­ля­ет­ся объ­еди­не­ние вер­ти­каль­ной пря­мой x=0 и гра­фи­ка функ­ции a левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x минус 2x в сте­пе­ни 5 плюс x в кубе конец ар­гу­мен­та . Для по­стро­е­ния эс­ки­за гра­фи­ка ис­сле­ду­ем функ­цию a левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x минус 2x в сте­пе­ни 5 плюс x в кубе конец ар­гу­мен­та с по­мо­щью про­из­вод­ной.

Найдём об­ласть опре­де­ле­ния функ­ции:

x минус 2x в сте­пе­ни 5 плюс x в кубе \geqslant0 рав­но­силь­но x левая круг­лая скоб­ка 2x в сте­пе­ни 4 минус x в квад­ра­те минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка \leqslant0 рав­но­силь­но x левая круг­лая скоб­ка 2x в квад­ра­те плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка \leqslant0 рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний x\leqslant минус 1,0 мень­ше или равно x\leqslant1. конец со­во­куп­но­сти .

Найдём про­из­вод­ную:

a' левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x минус 2x в сте­пе­ни 5 плюс x в кубе конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка '= дробь: чис­ли­тель: минус 10x в сте­пе­ни 4 плюс 3x в квад­ра­те плюс 1, зна­ме­на­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x минус 2x в сте­пе­ни 5 плюс x в кубе конец ар­гу­мен­та конец дроби =
= дробь: чис­ли­тель: минус 10 левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x минус 2x в сте­пе­ни 5 плюс x в кубе конец ар­гу­мен­та конец дроби = минус дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка x плюс дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка x минус дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 5x в квад­ра­те плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x минус 2x в сте­пе­ни 5 плюс x в кубе конец ар­гу­мен­та конец дроби .

 

За­ме­тим, что точка x= минус дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби не вхо­дит в об­ласть опре­де­ле­ния функ­ции. Зна­чит, един­ствен­ной кри­ти­че­ской точ­кой яв­ля­ет­ся  x= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . От­ме­тим на ри­сун­ке знаки про­из­вод­ной и по­ве­де­ние функ­ции:

Вы­чис­лим зна­че­ния: a левая круг­лая скоб­ка минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка = 0, a левая круг­лая скоб­ка 0 пра­вая круг­лая скоб­ка = 0, a левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =0, a левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­рень 4 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец ар­гу­мен­та .

За­ме­тим, что при x \to минус бес­ко­неч­ность зна­че­ния a \to плюс бес­ко­неч­ность .

Эскиз гра­фи­ка ис­ход­но­го урав­не­ния изоб­ражён на ри­сун­ке синим цве­том. Число кор­ней урав­не­ния в за­ви­си­мо­сти от па­ра­мет­ра a опре­де­лим по числу точек пе­ре­се­че­ния гра­фи­ка урав­не­ния с со­от­вет­ству­ю­щи­ми го­ри­зон­таль­ны­ми пря­мы­ми (не­ко­то­рые из этих пря­мых изоб­ра­же­ны на ри­сун­ке крас­ным цве­том).

Таким об­ра­зом, ис­ход­ное урав­не­ние:

− при a мень­ше 0 имеет один ко­рень;

− при a=0  — три корня;

− при 0 мень­ше a мень­ше ко­рень 4 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец ар­гу­мен­та   — че­ты­ре корня;

− при a= ко­рень 4 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец ар­гу­мен­та   — три корня;

− при a боль­ше ко­рень 4 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец ар­гу­мен­та   — два корня.

Зна­чит, чётное число ре­ше­ний урав­не­ние имеет при 0 мень­ше a мень­ше ко­рень 4 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец ар­гу­мен­та или a боль­ше ко­рень 4 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец ар­гу­мен­та .

 

Ответ:  левая круг­лая скоб­ка 0; ко­рень 4 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая круг­лая скоб­ка ко­рень 4 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец ар­гу­мен­та ; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка .

 

При­ведём дру­гое ре­ше­ние.

За­ме­тим, что

 ax=x ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x минус 2x в сте­пе­ни 5 плюс x в кубе конец ар­гу­мен­та рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний x=0,a= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x минус 2x в сте­пе­ни 5 плюс x в кубе конец ар­гу­мен­та . конец со­во­куп­но­сти .

Тем самым, при любом зна­че­нии па­ра­мет­ра число 0 яв­ля­ет­ся ре­ше­ни­ем урав­не­ния. Сле­до­ва­тель­но, чтобы число ре­ше­ний было чет­ным, урав­не­ние a= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x минус 2x в сте­пе­ни 5 плюс x в кубе конец ар­гу­мен­та долж­но иметь не­чет­ное число ре­ше­ний при x не равно 0. Для этого урав­не­ние x минус 2x в сте­пе­ни 5 плюс x в кубе =b (*) долж­но иметь не­чет­ное число ре­ше­ний на об­ла­сти опре­де­ле­ния ис­ход­но­го урав­не­ния за ис­клю­че­ни­ем точки 0.

Найдём об­ласть опре­де­ле­ния ис­ход­но­го урав­не­ния:

x минус 2x в сте­пе­ни 5 плюс x в кубе \geqslant0 рав­но­силь­но x левая круг­лая скоб­ка 2x в сте­пе­ни 4 минус x в квад­ра­те минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка \leqslant0 рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний x\leqslant минус 1,0 мень­ше или равно x\leqslant1. конец со­во­куп­но­сти .

По­стро­им эскиз гра­фи­ка функ­ции y=x минус 2x в сте­пе­ни 5 плюс x в кубе . Най­дем про­ме­жут­ки мо­но­тон­но­сти и экс­тре­му­мы функ­ции:

y' левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = минус 10x в сте­пе­ни 4 плюс 3x в квад­ра­те плюс 1.

Обо­зна­чая t=x в квад­ра­те и решая урав­не­ние  минус 10t в квад­ра­те плюс 3t плюс 1=0, на­хо­дим: t= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби или t= минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби , от­ку­да, воз­вра­ща­ясь к ис­ход­ной пе­ре­мен­ной, по­лу­ча­ем x = \pm дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . Знаки про­из­вод­ной и по­ве­де­ние функ­ции ука­жем на ри­сун­ке.

Найдём экс­тре­му­мы функ­ции:

y_max=y левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец ар­гу­мен­та ,

y_min=y левая круг­лая скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка = минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец ар­гу­мен­та .

Эскиз гра­фи­ка функ­ции y(x) изоб­ражён на ри­сун­ке. За­ме­тим, что y левая круг­лая скоб­ка минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =y левая круг­лая скоб­ка 0 пра­вая круг­лая скоб­ка =y левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =0 и вы­де­лим цве­том части гра­фи­ка для x при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность ; минус 1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка \cup левая круг­лая скоб­ка 0; 1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . Ко­ли­че­ство ре­ше­ний урав­не­ния (*) равно ко­ли­че­ству точек пе­ре­се­че­ния вы­де­лен­ной части гра­фи­ка с го­ри­зон­таль­ны­ми пря­мы­ми y=b, оно нечётно при b боль­ше 0, b не равно ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец ар­гу­мен­та .

Воз­вра­ща­ясь к па­ра­мет­ру a, на­хо­дим: 0 мень­ше a не равно ко­рень 4 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец ар­гу­мен­та .

 

Ответ:  левая круг­лая скоб­ка 0; ко­рень 4 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая круг­лая скоб­ка ко­рень 4 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец ар­гу­мен­та ; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Обос­но­ван­но по­лу­чен пра­виль­ный ответ.4
С по­мо­щью вер­но­го рас­суж­де­ния по­лу­чен ответ, но в ре­ше­нии до­пу­ще­на вы­чис­ли­тель­ная ошиб­ка или оно не­до­ста­точ­но обос­но­ва­но3
С по­мо­щью вер­но­го рас­суж­де­ния по­лу­чен ответ, но в ходе ре­ше­ния до­пу­ще­на одна ошиб­ка, от­лич­ная от вы­чис­ли­тель­ной 2
По­лу­че­ны не­ко­то­рые вер­ные зна­че­ния па­ра­мет­ра, од­на­ко ре­ше­ние со­дер­жит более одной ошиб­ки1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, пе­ре­чис­лен­ных выше.0
Источник: А. Ларин. Тре­ни­ро­воч­ный ва­ри­ант № 280
Классификатор алгебры: Урав­не­ния с па­ра­мет­ром