Задача к ЕГЭ на тему «Алгебра. Задачи, решающиеся аналитически» №10

Найдите все значения a,  при которых уравнение

 2 x − 4x− 2|x− a|+2 +a = 0

имеет ровно два решения.

Способ 1 (алгебраический)

Данное уравнение равносильно

pict

Заметим, что если оба дискриминанта уравнений (1)  и (2)  отрицательны, то совокупность не будет иметь решений. Рассмотрим следующие случаи, где D1  и D2  — дискриминанты уравнений (1)  и (2)  соответственно.

1) D1 = 0.  следовательно, a = 73.

Тогда уравнение (1) имеет единственный корень x= 3,  который подходит под условие     7 x ≥ 3.  При    7 a= 3  дискриминант D2 >0,  » class=»math» src=»/images/math/answer/answer-2334-13.svg» width=»auto»> следовательно, уравнение (2) имеет два корня <img decoding= Заметим, что оба этих корня подходят под условие     7 x ≤ 3.  Следовательно, вся совокупность имеет три решения. Этот случай нам не подходит.

2) D2 = 0,  следовательно, a = 1.

Тогда уравнение (2) имеет единственный корень x= 1,  который подходит под условие x ≤1.  При a = 1  дискриминант D1 > 0,  » class=»math» src=»/images/math/answer/answer-2334-21.svg» width=»auto»> следовательно, уравнение (1) имеет два корня <img decoding= и x= 1,  причем оба подходят под условие x≥ 1.  Но, учитывая, что один из корней уравнения (1) совпал с корнем уравнения (2), совокупность будет иметь два решения: x =1  и x= 5.  Следовательно, этот случай нам подходит.

Мы рассмотрели случаи, когда один из дискриминантов равен нулю, теперь рассмотрим оставшиеся случаи, которые нам могут подойти.

3) D1 > 0  » class=»math» src=»/images/math/answer/answer-2334-27.svg» width=»auto»> и <img decoding= Тогда a< 1.

Следовательно, уравнение (1) имеет два корня        √----- x = 3±  7− 3a,  уравнение (2) не имеет корней. Для того, чтобы совокупность имела два решения, нужно, чтобы оба получившиеся корня удовлетворяли условию x≥ a.  Для этого достаточно, чтобы меньший корень удовлетворял этому условию:

                   (| 3− a≥ 0    √ -----         {                                 [  7] 3 −  7− 3a≥ a  ⇔   |( 7− 3a≥ 0    2    ⇔   a ∈(−∞; 1]∪ 2;3                      7− 3a≤ (3− a)

Учитывая, что мы рассматриваем случай, когда a< 1,  получаем итоговые подходящие значения для a:

a <1

4) D1 < 0  и D2 >0.  » class=»math» src=»/images/math/answer/answer-2334-37.svg» width=»auto»> Тогда <img alt= 73. » class=»math» src=»/images/math/answer/answer-2334-38.svg» width=»auto»>

Следовательно, уравнение (1) не имеет корней, а уравнение (2) имеет два корня        √---- x = 1±  a− 1.  Для того, чтобы совокупность имела два решения, эти корни должны удовлетворять условию x ≤a.  Для этого достаточно, чтобы больший корень удовлетворял этому условию:

     ---- 1 +√ a− 1≤ a  ⇒   a ∈{1}∪ [2;+ ∞)

Учитывая, что в нашем случае    7 a> 3,  » class=»math» src=»/images/math/answer/answer-2334-42.svg» width=»auto»> получаем подходящие значения для <img decoding=

a> 7    3 » class=»math-display» src=»/images/math/answer/answer-2334-44.svg» width=»auto»></div>
<p class= 5) D1 > 0  » class=»math» src=»/images/math/answer/answer-2334-45.svg» width=»auto»> и <img alt=0. » class=»math» src=»/images/math/answer/answer-2334-46.svg» width=»auto»> Тогда 1< a < 73.

Следовательно, оба уравнения имеют по два корня.

Пусть        √ ----- x1 =3 −  7− 3a,         √ ----- x2 = 3+  7− 3a,         √---- x3 = 1− a − 1,         √---- x4 = 1+ a − 1.

Заметим, что корни x1  и x2  симметричны относительно 3, а корни x3  и x4  — относительно 1, то есть x2  находится правее 3, x3  — левее 1. При значениях        7 1< a < 3  корни x2  и x3  всегда будут удовлетворять условиям x ≥ a  и x≤ a  соответственно. Следовательно, чтобы совокупность имела два решения, корни x1  и x4  НЕ должны удовлетворять этим условиям соответственно:

{   √----  1+ √a-−-1> a     ⇒   a∈ (1;2)  3−  7 − 3a < a

Учитывая, что в нашем случае 1< a < 7,        3  получаем окончательные подходящие значения для a:

1 < a< 2

Тогда исходное уравнение имеет ровно два решения при

           (     ) a∈ (− ∞;2)∪  7;+ ∞             3

 

Способ 2 (графический).

Будем рассматривать параметр a  как переменную. Построим в системе координат xOa  множество S  решений системы. Если некоторая точка плоскости с координатами (x0;a0)  принадлежит этому множеству S,  то для исходной задачи это означает, что если параметр a  принимает значение a0,  то x0  будет одним из решений системы. Нас просят найти все такие значения a0  параметра a,  при каждом из которых две точки вида (x0;a0)  , где x0 ∈ℝ,  принадлежат множеству решений S,  изображенному на плоскости xOa.  Фактически это равносильно тому, что горизонтальная прямая a= a0  имеет две точки пересечения с множеством S.

Наше уравнение равносильно

⌊{    a≤ x ||  a= − 1(x − 3)2+ 7 ||{a > x 3        3 ⌈           2    a= (x− 1) +1 » class=»math-display» src=»/images/math/answer/answer-2334-86.svg» width=»auto»></div>
<p class= Пусть S  — множество, задающееся полученной совокупностью. Тогда S  — это объединение двух частей парабол (голубой и зеленой), изображенных на рисунке.

Заметим, что параболы пересекаются в двух точках A  и B  , расположенных на прямой a = x  : A(1;1),B(2;2).

PIC

Таким образом, от обеих парабол нужно взять части, соответствующие x ≤ 1  или x≥ 2.

Также на рисунке розовым цветом обозначена область, в которой может находиться прямая a = a0,  если требуется две точки пересечения этой прямой с множеством S.

Таким образом, нам подходят все прямые, лежащие ниже прямой, проходящей через B,  и лежащие выше прямой, проходящей через C.

Точка C  имеет координаты (3; 73).  Следовательно, a < 2  или a> 73.  » class=»math» src=»/images/math/answer/answer-2334-103.svg» width=»auto»> </p></div>
    </div><!-- .entry-content -->

</article>




<div class=

Оцените статью
Я решу все!