Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Най­ди­те все зна­че­ния па­ра­мет­ра a, при каж­дом из ко­то­рых урав­не­ние

 ко­си­нус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 Пи a x минус 4 x в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та плюс ко­си­нус 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 Пи a x минус 4 x в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та =0

имеет ровно два ре­ше­ния.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Пусть t= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 Пи a x минус 4 x в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та боль­ше или равно 0. Решим урав­не­ние:

 ко­си­нус t плюс ко­си­нус 2t=0 рав­но­силь­но 2 ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 2t плюс t, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 2t минус t, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =0 рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 3t, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =0 , ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: t, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =0 конец со­во­куп­но­сти . рав­но­силь­но
 рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний дробь: чис­ли­тель: 3t, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс Пи k, дробь: чис­ли­тель: t, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс Пи k конец со­во­куп­но­сти . рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний 3t= Пи плюс 2 Пи k,t= Пи плюс 2 Пи k конец со­во­куп­но­сти . рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний t= дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 2 Пи k, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ,t= Пи плюс 2 Пи k конец со­во­куп­но­сти . рав­но­силь­но t= дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 2 Пи k, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , k при­над­ле­жит Z .

По­сколь­ку t боль­ше или равно 0, под­хо­дят толь­ко k = 0, 1, 2, 3, \ldots .

Пре­об­ра­зу­ем вы­ра­же­ние  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 Пи a x минус 4 x в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та :

 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 Пи a x минус 4 x в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи a, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи a, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс 2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: Пи a, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 2x минус левая круг­лая скоб­ка 2x пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи a, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи a, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби минус 2x пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та .

Ко­рень опре­де­лен при 0 мень­ше или равно t мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: Пи |a|, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , причём каж­до­му та­ко­му t, кроме t= дробь: чис­ли­тель: Пи |a|, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , со­от­вет­ству­ют два раз­лич­ных зна­че­ния x.

Таким об­ра­зом, ис­ход­ное урав­не­ние рав­но­силь­но урав­не­нию

 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи a, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи a, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби минус 2x пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 2 Пи k, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ,

где k при­над­ле­жит левая фи­гур­ная скоб­ка 0, 1, 2, 3, \ldots пра­вая фи­гур­ная скоб­ка . При a=0 левая часть урав­не­ния может при­ни­мать толь­ко зна­че­ние 0, зна­чит, урав­не­ние не имеет ре­ше­ний. При a не равно 0 сде­ла­ем за­ме­ну пе­ре­мен­ных. Пусть R= дробь: чис­ли­тель: Пи a, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби и y=2x, тогда

 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: R в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка R минус y пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = t \underset t боль­ше или равно 0 \mathop рав­но­силь­но R в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка R минус y пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те = t в квад­ра­те рав­но­силь­но левая круг­лая скоб­ка y минус R пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те } плюс t в квад­ра­те = R в квад­ра­те .

В си­сте­ме ко­ор­ди­нат yOt по­лу­чен­ное урав­не­ние за­да­ет верх­нюю по­лу­окруж­ность ра­ди­у­сом |R| с цен­тром в точке  левая круг­лая скоб­ка R; 0 пра­вая круг­лая скоб­ка (см. рис., вы­де­ле­но оран­же­вым). Гра­фик урав­не­ния t = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 2 Пи k, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ,  k при­над­ле­жит левая фи­гур­ная скоб­ка 0, 1, 2, 3, \ldots пра­вая фи­гур­ная скоб­ка пред­став­ля­ет собой со­во­куп­ность го­ри­зон­таль­ных пря­мых. При k=0 по­лу­ча­ем t= дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , при k= 1 по­лу­ча­ем t = Пи , при k боль­ше 1 по­лу­ча­ем t боль­ше Пи .

Ис­ход­ное урав­не­ние имеет ровно два ре­ше­ния тогда и толь­ко тогда, когда  дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби мень­ше |R| мень­ше Пи , то есть при

 дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби мень­ше дробь: чис­ли­тель: Пи |a|, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби мень­ше Пи рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби мень­ше |a| мень­ше 2 рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний минус 2 мень­ше a мень­ше минус дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби мень­ше a мень­ше 2. конец со­во­куп­но­сти .

Ответ:  левая круг­лая скоб­ка минус 2; минус дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ; 2 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 № 402
Классификатор алгебры: Урав­не­ние окруж­но­сти
Методы алгебры: Три­го­но­мет­ри­че­ские фор­му­лы суммы и раз­но­сти функ­ций, Вве­де­ние за­ме­ны, Вы­де­ле­ние пол­но­го квад­ра­та