Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д17 C6 № 528522
i

Най­ди­те все зна­че­ния па­ра­мет­ра a, при ко­то­рых не­ра­вен­ство

 ло­га­рифм по ос­но­ва­нию левая круг­лая скоб­ка \tfrac1 пра­вая круг­лая скоб­ка a левая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x в квад­ра­те плюс ax плюс 5 конец ар­гу­мен­та плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 5 левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те плюс ax плюс 6 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс ло­га­рифм по ос­но­ва­нию a 3\geqslant0.

имеет ровно одно ре­ше­ние.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Пусть t=x в квад­ра­те плюс ax, тогда не­ра­вен­ство при­мет вид

 ло­га­рифм по ос­но­ва­нию левая круг­лая скоб­ка \tfrac1 пра­вая круг­лая скоб­ка a левая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: t плюс 5 конец ар­гу­мен­та плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 5 левая круг­лая скоб­ка t плюс 6 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс ло­га­рифм по ос­но­ва­нию a 3\geqslant0. левая круг­лая скоб­ка * пра­вая круг­лая скоб­ка

По­стро­им гра­фик функ­ции t левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =x в квад­ра­те плюс ax в ко­ор­ди­на­тах  левая круг­лая скоб­ка x; t пра­вая круг­лая скоб­ка и от­ме­тим (см. рис.), что если t боль­ше минус дробь: чис­ли­тель: a в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби , то каж­до­му зна­че­нию пе­ре­мен­ной t со­от­вет­ству­ют ровно два зна­че­ния пе­ре­мен­ной x, зна­че­нию t= минус дробь: чис­ли­тель: a в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби со­от­вет­ству­ют ровно одно зна­че­ние x, зна­че­ни­ям t мень­ше минус дробь: чис­ли­тель: a в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби не со­от­вет­ству­ют ни­ка­кие зна­че­ния пе­ре­мен­ной x.

 

Решим те­перь не­ра­вен­ство (*), ис­поль­зуя свой­ства ло­га­риф­мов:

 ло­га­рифм по ос­но­ва­нию левая круг­лая скоб­ка \tfrac1 пра­вая круг­лая скоб­ка a левая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: t плюс 5 конец ар­гу­мен­та плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 5 левая круг­лая скоб­ка t плюс 6 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс ло­га­рифм по ос­но­ва­нию a 3\geqslant0 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: \lg левая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: t плюс 5 конец ар­гу­мен­та плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на \lg левая круг­лая скоб­ка t плюс 6 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: минус де­ся­тич­ный ло­га­рифм a умно­жить на \lg5 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: \lg3, зна­ме­на­тель: де­ся­тич­ный ло­га­рифм a конец дроби \geqslant0 рав­но­силь­но

 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: \lg левая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: t плюс 5 конец ар­гу­мен­та плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на \lg левая круг­лая скоб­ка t плюс 6 пра­вая круг­лая скоб­ка минус \lg3 умно­жить на \lg5, зна­ме­на­тель: минус де­ся­тич­ный ло­га­рифм a умно­жить на \lg5 конец дроби \geqslant0 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: \lg левая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: t плюс 5 конец ар­гу­мен­та плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на \lg левая круг­лая скоб­ка t плюс 6 пра­вая круг­лая скоб­ка минус \lg3 умно­жить на \lg5, зна­ме­на­тель: де­ся­тич­ный ло­га­рифм a конец дроби \leqslant0.

При­ме­ним метод ин­тер­ва­лов на плос­ко­сти. Ука­жем вна­ча­ле об­ласть опре­де­ле­ния не­ра­вен­ства и огра­ни­че­ния на па­ра­метр:

 си­сте­ма вы­ра­же­ний t плюс 5\geqslant0,t плюс 6 боль­ше 0,a боль­ше 0,a не равно 1 конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний t\geqslant минус 5,a боль­ше 0,a не равно 1. конец си­сте­мы .

Далее, найдём корни чис­ли­те­ля:

\lg левая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: t плюс 5 конец ар­гу­мен­та плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на \lg левая круг­лая скоб­ка t плюс 6 пра­вая круг­лая скоб­ка =\lg3 умно­жить на \lg5 рав­но­силь­но \lg левая круг­лая скоб­ка t плюс 6 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: \lg3 умно­жить на \lg5, зна­ме­на­тель: \lg левая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: t плюс 5 конец ар­гу­мен­та плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби рав­но­силь­но ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 5 левая круг­лая скоб­ка t плюс 6 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 3 левая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: t плюс 5 конец ар­гу­мен­та плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби .

Левая часть урав­не­ния пред­став­ля­ет собой воз­рас­та­ю­щую функ­цию, а пра­вая часть  — убы­ва­ю­щую. Зна­чит, урав­не­ние имеет не более од­но­го корня. Этим кор­нем яв­ля­ет­ся t= минус 1.

По­стро­им со­от­вет­ству­ю­щие линии на плос­ко­сти tOa и ука­жем на ней об­ла­сти, где не­ра­вен­ство вы­пол­ня­ет­ся (см. рис., вы­де­ле­но серым). Тем самым, при a мень­ше 0 не­ра­вен­ство не имеет ре­ше­ний; при 0 мень­ше a мень­ше 1 ре­ше­ни­ем яв­ля­ет­ся луч t\geqslant минус 1; при a=1 ре­ше­ний нет при a боль­ше 1 ре­ше­ни­ем яв­ля­ет­ся по­лу­ин­тер­вал  минус 5 мень­ше t\leqslant минус 1.

Чтобы ис­ход­ное не­ра­вен­ство имело ровно одно ре­ше­ние, не­ра­вен­ство (*) долж­но иметь ре­ше­ние t= минус дробь: чис­ли­тель: a в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби , и не долж­но иметь ре­ше­ний t боль­ше минус дробь: чис­ли­тель: a в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби . Это воз­мож­но толь­ко в одном слу­чае (см. рис. ниже, вы­де­ле­но синим): если t= минус 1 при a=2. Зна­чит, ис­ход­ное не­ра­вен­ство имеет ровно одно ре­ше­ние толь­ко при a=2.

 

Ответ: 2.

 

При­ме­ча­ние.

До­пол­ни­тель­но от­ме­тим, что при 0 мень­ше a мень­ше 1 или a боль­ше 2 ис­ход­ное не­ра­вен­ство имеет бес­ко­неч­но много ре­ше­ний (на ри­сун­ке вы­де­ле­но крас­ным), а при a\leqslant0 или 1 мень­ше или равно a мень­ше 2 ис­ход­ное не­ра­вен­ство ре­ше­ний не имеет.

 

При­ведём дру­гое ре­ше­ние.

За­пи­шем не­ра­вен­ство в виде

 ло­га­рифм по ос­но­ва­нию a 3 минус ло­га­рифм по ос­но­ва­нию a левая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x в квад­ра­те плюс ax плюс 5 конец ар­гу­мен­та плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 5 левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те плюс ax плюс 5 плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка \geqslant0.

Обо­зна­чим  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x в квад­ра­те плюс ax плюс 5 конец ар­гу­мен­та =t\geqslant0, тогда не­ра­вен­ство при­мет вид:

 ло­га­рифм по ос­но­ва­нию a 3 боль­ше или равно ло­га­рифм по ос­но­ва­нию a левая круг­лая скоб­ка t плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 5 левая круг­лая скоб­ка t в квад­ра­те плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка рав­но­силь­но

 рав­но­силь­но ло­га­рифм по ос­но­ва­нию a левая круг­лая скоб­ка 2 плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 5 левая круг­лая скоб­ка 2 в квад­ра­те плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше или равно ло­га­рифм по ос­но­ва­нию a левая круг­лая скоб­ка t плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 5 левая круг­лая скоб­ка t в квад­ра­те плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка , левая круг­лая скоб­ка * пра­вая круг­лая скоб­ка

a боль­ше 0. Рас­смот­рим два слу­чая.

1.  Имеем: a боль­ше 1. Функ­ция y= ло­га­рифм по ос­но­ва­нию a левая круг­лая скоб­ка u плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 5 левая круг­лая скоб­ка u в квад­ра­те плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка   — воз­рас­та­ю­щая, как про­из­ве­де­ние двух не­от­ри­ца­тель­ных воз­рас­та­ю­щих функ­ций. Сле­до­ва­тель­но,не­ра­вен­ство (*) рав­но­силь­но 2 боль­ше или равно t, т. е.  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x в квад­ра­те плюс ax плюс 5 конец ар­гу­мен­та \leqslant2. Тогда

 си­сте­ма вы­ра­же­ний x в квад­ра­те плюс ax плюс 5\leqslant4,x в квад­ра­те плюс ax плюс 5\geqslant0 конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний x в квад­ра­те плюс ax плюс 1\leqslant0,x в квад­ра­те плюс ax плюс 5\geqslant0. конец си­сте­мы .

Пер­вое не­ра­вен­ство си­сте­мы будет иметь един­ствен­ное ре­ше­ние x= минус дробь: чис­ли­тель: a, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , если D=a в квад­ра­те минус 4=0, т. е. a=2. При a=2 вто­рое не­ра­вен­ство вы­пол­ня­ет­ся для всех x. Сле­до­ва­тель­но, a=2 удо­вле­тво­ря­ет усло­вию за­да­чи.

2.  Имеем: 0 мень­ше a мень­ше 1. Тогда  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: a конец дроби боль­ше 1 и не­ра­вен­ство (*) можно за­пи­сать в виде

 ло­га­рифм по ос­но­ва­нию левая круг­лая скоб­ка \tfrac1 пра­вая круг­лая скоб­ка a левая круг­лая скоб­ка 2 плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 5 левая круг­лая скоб­ка 2 в квад­ра­те плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка мень­ше или равно ло­га­рифм по ос­но­ва­нию левая круг­лая скоб­ка \tfrac1 пра­вая круг­лая скоб­ка a левая круг­лая скоб­ка t плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 5 левая круг­лая скоб­ка t в квад­ра­те плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка . левая круг­лая скоб­ка ** пра­вая круг­лая скоб­ка

Функ­ция y= ло­га­рифм по ос­но­ва­нию левая круг­лая скоб­ка \tfrac1 пра­вая круг­лая скоб­ка a левая круг­лая скоб­ка u плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на ло­га­рифм по ос­но­ва­нию 5 левая круг­лая скоб­ка u в квад­ра­те плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка   — воз­рас­та­ю­щая, как про­из­ве­де­ние двух не­от­ри­ца­тель­ных воз­рас­та­ю­щих функ­ций. Сле­до­ва­тель­но, не­ра­вен­ство (**) рав­но­силь­но 2 мень­ше или равно t, т. е.  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x в квад­ра­те плюс ax плюс 5 конец ар­гу­мен­та \geqslant2. Тогда

x в квад­ра­те плюс ax плюс 5\geqslant4 рав­но­силь­но x в квад­ра­те плюс ax плюс 1\geqslant0.

При любом a по­лу­чен­ное не­ра­вен­ство имеет бес­ко­неч­но много ре­ше­ний. Сле­до­ва­тель­но, дру­гих зна­че­ний a нет.

 

Ответ: 2.

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 № 286