Задача к ЕГЭ на тему «Алгебра. Исследование замены» №3

Найдите все значения параметра a,  при каждом из которых уравнение

  4           2 cos x − (a− 2)cosx − 3(a+ 1)= 0

имеет решение.

Данное уравнение с помощью замены cos2x = t  сводится к квадратному:

2 t− (a− 2)t− 3(a+ 1)= 0 (∗)

Далее заметим, что

−1 ≤cosx ≤1  ⇒   0 ≤ t≤ 1

Найдем значения a,  при которых уравнение (∗)  не имеет решений либо имеет решения t∈∕[0;1].  Тогда все остальные значения a  пойдут в ответ.

Рассмотрим функцию

y = t2 − (a− 2)t− 3(a+ 1)

Для выполнения условий выше ее график — парабола с ветвями вверх — должна выглядеть, как на одной из картинок:

PIC

Рис. 1: D < 0,  уравнение не имеет корней;

Рис. 2: D = 0,  уравнение имеет один корень t= a−22,  который находится либо левее 0, либо правее 1;

Рис. 3: D > 0,  » class=»math» src=»/images/math/answer/answer-2225-13.svg» width=»auto»> уравнение имеет два корня, причем либо оба корня находятся левее 0, либо оба корня находятся правее 1, либо один корень левее 0, а другой корень правее 1. </p>
<p class= Все эти случаи записываются в совокупность

⌊  D < 0 || (||D = 0 || |{⌊ a−-2 ||| ||⌈  2  < 0 || |(  a−-2> 1 || (   2                ⌊ || ||{D > 0a − 2           |a ∈∅ || |tв =—2- < 0        ||a = −4 ||| |(y(0)> 0         ⇔   ||a ∈(−∞; −4)∪ (−4;−1) || (                    |⌈a ∈∅ || ||{D > 0a − 2            a ∈(0;+∞ ) || |tв =—2- > 1 ||| |(y(1)> 0 || ( || |{D > 0 ⌈ |(y(0)< 0    y(1)< 0

Здесь tв  — абсцисса вершины параболы, дискриминант          2 D =(a+ 4) .

Решив данную совокупность, получим

a∈ (−∞;− 1)∪(0;+∞ )

Следовательно, исходное уравнение имеет решение при

−1 ≤a ≤ 0

Замечание.

По теореме Виета корнями квадратного уравнения

t2− (a− 2)t− 3(a+ 1)= 0

являются t1 = −3  и t2 = a +1.

Тогда с учетом ограничения 0 ≤ t≤ 1  исходное уравнение имеет решение, если 0 ≤a + 1≤ 1.  Отсюда получаем тот же ответ − 1≤ a ≤0.

Оцените статью
Я решу все!