Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 18 № 634665
i

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

 3 ко­рень 5 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x плюс 2 конец ар­гу­мен­та =16 a в квад­ра­те ко­рень 5 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 32 x плюс 32 конец ар­гу­мен­та плюс ко­рень 10 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x в квад­ра­те плюс 3 x плюс 2 конец ар­гу­мен­та

имеет един­ствен­ное ре­ше­ние.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Най­дем ОДЗ дан­но­го урав­не­ния:

x в квад­ра­те плюс 3 x плюс 2 боль­ше или равно 0 рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний x мень­ше или равно минус 2 ,x боль­ше или равно минус 1. конец со­во­куп­но­сти .

По­сколь­ку  ко­рень 5 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 32 x плюс 32 конец ар­гу­мен­та = 2 ко­рень 5 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x плюс 1 конец ар­гу­мен­та , урав­не­ние можно за­пи­сать в виде:

3 ко­рень 5 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x плюс 2 конец ар­гу­мен­та =32 a в квад­ра­те ко­рень 5 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x плюс 1 конец ар­гу­мен­та плюс ко­рень 10 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: левая круг­лая скоб­ка x плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка конец ар­гу­мен­та .

За­ме­тим, что x= минус 1 не яв­ля­ет­ся кор­нем дан­но­го урав­не­ния, по­это­му де­ле­ние обеих ча­стей урав­не­ния на  ко­рень 5 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x плюс 1 конец ар­гу­мен­та не при­ве­дет к по­те­ре корня и по­лу­чен­ное урав­не­ние будет рав­но­силь­но ис­ход­но­му. Имеем:

3 дробь: чис­ли­тель: ко­рень 5 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x плюс 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: ко­рень 5 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x плюс 1 конец ар­гу­мен­та конец дроби =32a в квад­ра­те плюс дробь: чис­ли­тель: ко­рень 10 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: левая круг­лая скоб­ка x плюс 2 пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка x плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: ко­рень 5 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x плюс 1 конец ар­гу­мен­та конец дроби .

В левой части урав­не­ния за­ме­ним част­ное кор­ней кор­нем из част­но­го: при x не равно минус 1 по­лу­ча­ем

 дробь: чис­ли­тель: ко­рень 5 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x плюс 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: ко­рень 5 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x плюс 1 конец ар­гу­мен­та конец дроби = ко­рень 5 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: x плюс 2, зна­ме­на­тель: x плюс 1 конец дроби конец ар­гу­мен­та .

Чтобы вы­пол­нить ана­ло­гич­ное пре­об­ра­зо­ва­ние в левой части, не­об­хо­ди­мо пред­ста­вить ко­рень пятой сте­пе­ни в виде корня де­ся­той сте­пе­ни. Такое пре­об­ра­зо­ва­ние за­ви­сит от того, по­ло­жи­тель­но ли вы­ра­же­ние  ко­рень 5 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x плюс 1 конец ар­гу­мен­та или от­ри­ца­тель­но. Рас­смот­рим два луча, со­став­ля­ю­щие ОДЗ.

1.  При x боль­ше минус 1 по­лу­ча­ем:

3 ко­рень 5 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: x плюс 2, зна­ме­на­тель: x плюс 1 конец дроби конец ар­гу­мен­та =32a в квад­ра­те плюс ко­рень 10 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: x плюс 2, зна­ме­на­тель: x плюс 1 конец дроби конец ар­гу­мен­та .

Это урав­не­ние можно за­пи­сать в виде 3t в квад­ра­те минус t минус 32a в квад­ра­те =0, где

t = ко­рень 10 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: x плюс 2, зна­ме­на­тель: x плюс 1 конец дроби конец ар­гу­мен­та = ко­рень 10 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: x плюс 1 конец дроби конец ар­гу­мен­та боль­ше 1.

Решим урав­не­ние:

3t в квад­ра­те минус t минус 32a в квад­ра­те =0 рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний t= дробь: чис­ли­тель: 1 плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 плюс 12 умно­жить на 32a в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби ,t= дробь: чис­ли­тель: 1 минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 плюс 12 умно­жить на 32a в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби конец со­во­куп­но­сти . \undersett боль­ше 1\mathop рав­но­силь­но t= дробь: чис­ли­тель: 1 плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 плюс 12 умно­жить на 32a в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби .

Найдём, при каких зна­че­ни­ях па­ра­мет­ра a най­ден­ный ко­рень боль­ше 1:

 дробь: чис­ли­тель: 1 плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 плюс 12 умно­жить на 32a в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби боль­ше 1 рав­но­силь­но 1 плюс 12 умно­жить на 32a в квад­ра­те боль­ше 25 рав­но­силь­но a в квад­ра­те боль­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 16 конец дроби рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний a боль­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ,a мень­ше минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби . конец со­во­куп­но­сти .

За­ме­тим, что функ­ция t = t левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка мо­но­тон­но убы­ва­ет при x боль­ше минус 1, по­это­му каж­дое свое зна­че­ние из про­ме­жут­ка  левая круг­лая скоб­ка 1; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка она при­ни­ма­ет ровно один раз. Зна­чит, при най­ден­ных зна­че­ни­ях па­ра­мет­ра ис­ход­ное урав­не­ние имеет ровно один ко­рень, боль­ший  −1.

2.  При x мень­ше или равно минус 2 по­лу­ча­ем урав­не­ние

3 умно­жить на ко­рень 5 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: x плюс 2, зна­ме­на­тель: x плюс 1 конец дроби конец ар­гу­мен­та =32a в квад­ра­те минус ко­рень 10 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: x плюс 2, зна­ме­на­тель: x плюс 1 конец дроби конец ар­гу­мен­та ,

ко­то­рое можно за­пи­сать в виде 3t в квад­ра­те плюс t минус 32a в квад­ра­те =0, где те­перь 0 мень­ше или равно t мень­ше 1. Решим урав­не­ние:

3t в квад­ра­те плюс t минус 32a в квад­ра­те =0 рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний t= дробь: чис­ли­тель: минус 1 плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 плюс 12 умно­жить на 32a в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби ,t= дробь: чис­ли­тель: минус 1 минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 плюс 12 умно­жить на 32a в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби конец со­во­куп­но­сти . \underset0 мень­ше или равно t мень­ше 1\mathop рав­но­силь­но t= дробь: чис­ли­тель: минус 1 плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 плюс 12 умно­жить на 32a в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби .

Найдём, при каких зна­че­ни­ях a най­ден­ный ко­рень удо­вле­тво­ря­ет усло­вию 0 мень­ше или равно t мень­ше 1:

 0 мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: минус 1 плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 плюс 12 умно­жить на 32a в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби мень­ше 1 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: минус 1 плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 плюс 12 умно­жить на 32a в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби мень­ше 1 рав­но­силь­но
 рав­но­силь­но 1 плюс 12 умно­жить на 32a в квад­ра­те мень­ше 49 рав­но­силь­но a в квад­ра­те мень­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби рав­но­силь­но минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби конец ар­гу­мен­та мень­ше a мень­ше ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби конец ар­гу­мен­та .

За­ме­тим, что функ­ция t левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка мо­но­тон­но убы­ва­ет при x мень­ше или равно минус 2, по­это­му каж­дое свое зна­че­ние из про­ме­жут­ка [0; 1) она при­ни­ма­ет ровно один раз. Зна­чит, при най­ден­ных зна­че­ни­ях па­ра­мет­ра a, ис­ход­ное урав­не­ние имеет ровно один ко­рень, не боль­ший −2.

Объ­еди­няя ре­зуль­та­ты, по­лу­чен­ные в рас­смот­рен­ных слу­ча­ях, на­хо­дим, что:

—  при a мень­ше или равно минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби конец ар­гу­мен­та урав­не­ние имеет один ко­рень;

—  при  минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби конец ар­гу­мен­та мень­ше a мень­ше минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби мень­ше или равно урав­не­ние имеет два корня;

—  при  минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби мень­ше или равно a мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби урав­не­ние имеет один ко­рень;

—  при  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби мень­ше a мень­ше ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби конец ар­гу­мен­та мень­ше или равно урав­не­ние имеет два корня;

—  при a боль­ше или равно ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби конец ар­гу­мен­та урав­не­ние имеет один ко­рень.

 

Ответ:  левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность ; минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби конец ар­гу­мен­та пра­вая квад­рат­ная скоб­ка \cup левая квад­рат­ная скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка \cup левая квад­рат­ная скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби конец ар­гу­мен­та ; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка .

 

При­ме­ча­ние.

По­лу­чив на t = ко­рень 10 сте­пе­ни из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: x плюс 1 конец дроби конец ар­гу­мен­та урав­не­ние 3t в квад­ра­те минус t минус 32a в квад­ра­те =0, можно было не ис­кать корни явно, а вос­поль­зо­вать­ся сле­ду­ю­щей идеей о рас­по­ло­же­нии кор­ней квад­рат­но­го трех­чле­на. По­ло­жим f левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка = 3t в квад­ра­те минус t минус 32a в квад­ра­те , за­ме­тим, что гра­фик функ­ции f пред­став­ля­ет собой па­ра­бо­лу с вер­ши­ной в точке x_в = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби и точ­кой пе­ре­се­че­ния с осью ор­ди­нат f левая круг­лая скоб­ка 0 пра­вая круг­лая скоб­ка = −32a в квад­ра­те мень­ше или равно 0. Из гра­фи­че­ских со­об­ра­же­ний оче­вид­но, что такая па­ра­бо­ла пе­ре­се­ка­ет ось абс­цисс в точке, ле­жа­щей пра­вее  1, тогда и толь­ко тогда, когда f левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка мень­ше 0, от­ку­да 2 минус 32a в квад­ра­те мень­ше 0, а зна­чит, a в квад­ра­те боль­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: конец дроби 16.

Для вто­ро­го слу­чая, рас­суж­дая ана­ло­гич­но, за­пи­шем урав­не­ние 3t в квад­ра­те плюс t минус 32a в квад­ра­те =0 в виде g левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка = 0 и за­ме­тим, что па­ра­бо­ла, яв­ля­ю­ща­я­ся гра­фи­ком функ­ции g, имеет вер­ши­ну в точке с абс­цис­сой x_в = минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби , при­чем g левая круг­лая скоб­ка 0 пра­вая круг­лая скоб­ка = минус 32a в квад­ра­те мень­ше или равно 0. Из этого сле­ду­ет, что точка пе­ре­се­че­ния гра­фи­ка g с осью абс­цисс лежит в по­лу­ин­тер­ва­ле [0;  1) в том и толь­ко том слу­чае, когда g левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка боль­ше 0, от­ку­да 4 минус 32a в квад­ра­те боль­ше 0, а зна­чит, a в квад­ра­те мень­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби .

Таким об­ра­зом, при од­но­вре­мен­ном вы­пол­не­нии не­ра­венств a в квад­ра­те мень­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби и a в квад­ра­те боль­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: конец дроби 16 ис­ход­ное урав­не­ние имеет два корня, а если вы­пол­не­но ровно одно из этих не­ра­венств, урав­не­ние имеет един­ствен­ное ре­ше­ние. Таким об­ра­зом, воз­мож­ны два слу­чая:

 си­сте­ма вы­ра­же­ний a в квад­ра­те мень­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби ,a в квад­ра­те мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: конец дроби 16, конец си­сте­мы . рав­но­силь­но a в квад­ра­те мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: конец дроби 16 рав­но­силь­но минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби мень­ше или равно a мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби

или

 си­сте­ма вы­ра­же­ний a в квад­ра­те боль­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби ,a в квад­ра­те боль­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: конец дроби 16 конец си­сте­мы . рав­но­силь­но a в квад­ра­те боль­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний a мень­ше или равно минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: конец дроби ко­рень из 8 ,a боль­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: конец дроби ко­рень из 8 , конец со­во­куп­но­сти .

что и дает ответ.

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 № 407
Классификатор алгебры: Урав­не­ния с па­ра­мет­ром
Методы алгебры: Вве­де­ние за­ме­ны, Пе­ре­бор слу­ча­ев