Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Най­ди­те все зна­че­ния па­ра­мет­ра a, при каж­дом из ко­то­рых урав­не­ние:

 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \tfrac2 x пра­вая круг­лая скоб­ка 1 плюс x в квад­ра­те плюс a умно­жить на ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: x в квад­ра­те минус 1, зна­ме­на­тель: x конец дроби плюс a в квад­ра­те = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби

имеет един­ствен­ное ре­ше­ние.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

За­пи­шем урав­не­ние в виде

 4 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \tfracx пра­вая круг­лая скоб­ка 1 плюс x в квад­ра­те плюс a умно­жить на ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: x в квад­ра­те минус 1, зна­ме­на­тель: x конец дроби плюс a в квад­ра­те минус дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = 0.

Будем рас­смат­ри­вать вы­ра­же­ние, сто­я­щее в левой части урав­не­ния, как функ­цию f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка . Тре­бу­ет­ся найти зна­че­ния па­ра­мет­ра a, при ко­то­рых урав­не­ние f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =0 имеет един­ствен­ный ко­рень.

По смыс­лу за­да­чи x не равно 0. Для таких зна­че­ний пе­ре­мен­ной спра­вед­ли­во ра­вен­ство f левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: x конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка = f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка , что не­по­сред­ствен­но сле­ду­ет из тож­деств:

 дробь: чис­ли­тель: \dfrac 1x, зна­ме­на­тель: 1 плюс \dfrac 1x в квад­ра­те конец дроби = дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: конец дроби x в квад­ра­те плюс 1,

 ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: \dfrac 1x в квад­ра­те минус 1, зна­ме­на­тель: \dfrac 1x конец дроби = ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: x в квад­ра­те минус 1, зна­ме­на­тель: x конец дроби ,

Чтобы урав­не­ние имело един­ствен­ное ре­ше­ние, долж­но вы­пол­нять­ся ра­вен­ство x= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: x конец дроби , то есть кор­нем долж­но быть число 1 или −1, и при этом не долж­но быть дру­гих кор­ней.

По­сколь­ку f левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =a в квад­ра­те плюс a плюс дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби боль­ше 0 при всех зна­че­ни­ях па­ра­мет­ра, число 1 не яв­ля­ет­ся кор­нем ни при каком a. Опре­де­лим, при каких зна­че­ни­ях па­ра­мет­ра число −1 яв­ля­ет­ся кор­нем. Най­дем f левая круг­лая скоб­ка минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =a в квад­ра­те плюс a минус дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби . Решая урав­не­ние a в квад­ра­те плюс a минус дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби =0, по­лу­ча­ем:  a = минус дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби или  a = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . Оста­лось про­ве­рить, есть ли при най­ден­ных зна­че­ни­ях а иные корни, кроме −1.

Пусть a= минус дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , x не равно минус 1 тогда:

 левая круг­лая скоб­ка x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те боль­ше 0 рав­но­силь­но 2 x боль­ше минус 1 минус x в квад­ра­те рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: 2 x, зна­ме­на­тель: 1 плюс x в квад­ра­те конец дроби боль­ше минус 1 рав­но­силь­но 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \tfrac2 x пра­вая круг­лая скоб­ка 1 плюс x в квад­ра­те боль­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ,

зна­чит,

2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \tfrac2 x пра­вая круг­лая скоб­ка 1 плюс x в квад­ра­те плюс 1 боль­ше дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби боль­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: x в квад­ра­те минус 1, зна­ме­на­тель: x конец дроби ,

а по­то­му f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше 0. Сле­до­ва­тель­но, дру­гих кор­ней, кроме −1, нет.

Если a= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , то

f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \tfrac2 x пра­вая круг­лая скоб­ка 1 плюс x в квад­ра­те плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: x в квад­ра­те минус 1, зна­ме­на­тель: x конец дроби минус 1.

По­ка­жем, что в этом слу­чае функ­ция f(x) по­ми­мо −1 имеет по мень­шей мере еще один ко­рень. За­ме­тим, что f левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби боль­ше 0 и под­бе­рем такое число c боль­ше 1, что f левая круг­лая скоб­ка c пра­вая круг­лая скоб­ка мень­ше 0. По­след­нее не­ра­вен­ство будет верно, если  ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: c в квад­ра­те минус 1, зна­ме­на­тель: c конец дроби = минус 1 и при этом 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \tfrac2 c пра­вая круг­лая скоб­ка 1 плюс c в квад­ра­те мень­ше дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . Возь­мем боль­ший ко­рень урав­не­ния  дробь: чис­ли­тель: c в квад­ра­те минус 1, зна­ме­на­тель: c конец дроби = 3 Пи   — число c= дробь: чис­ли­тель: 3 Пи плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 9 Пи в квад­ра­те плюс 4 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . Най­ден­ное c боль­ше 4, тогда  дробь: чис­ли­тель: 2 c, зна­ме­на­тель: 1 плюс c в квад­ра­те конец дроби мень­ше дробь: чис­ли­тель: 2 c, зна­ме­на­тель: c в квад­ра­те конец дроби мень­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , от­ку­да 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \tfrac2 c пра­вая круг­лая скоб­ка 1 плюс c в квад­ра­те мень­ше 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \tfrac1 пра­вая круг­лая скоб­ка 2 мень­ше дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Таким об­ра­зом, не­пре­рыв­ная на от­рез­ке [1; c] функ­ция f(x) имеет раз­ные знаки на кон­цах от­рез­ка. Сле­до­ва­тель­но, она об­ра­ща­ет­ся в нуль в какой-⁠то точке этого от­рез­ка, а по­то­му a= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби   — не под­хо­дит.

 

Ответ: a = минус дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

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 обос­но­ва­но.3
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 ошиб­ки.1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, пе­ре­чис­лен­ных выше.0
Источник: А. Ларин. Тре­ни­ро­воч­ный ва­ри­ант № 403
Классификатор алгебры: Урав­не­ния с па­ра­мет­ром
Методы алгебры: Ис­поль­зо­ва­ние сим­мет­рий, оце­нок, мо­но­тон­но­сти, Ис­поль­зо­ва­ние про­из­вод­ной для на­хож­де­ния наи­боль­ше­го и наи­мень­ше­го зна­че­ния