Найти все значения параметра a, при каждом из которых область значений функции $y= \frac{\sin x + 2 ( 1 - a )}{a - \cos ^2 x}$ содержит отрезок [1; 2].
💡 Пошаговый разбор и решение:
Сделаем замену $1 - a=b, \sin x=t$ Получим такую задачу: $y= \frac{t + 2b}{t ^2 - b}$ принимает все значения от 1 до 2 на отрезке $[ - 1;1 ]$
Разберем сначала случай, когда дробь сократима. Тогда $4b ^2 - b=0$ $b=0$ или $b= \frac{1}{4}$
Если $b=0$ получаем функцию $y= \frac{1}{t}$ принимающую все нужные значения при $t принадлежит [ 0,5; 1 ]$ $t=0$ не потребовалось, поэтому такой случай нас устраивает.
Если $b= \frac{1}{4}$ получаем функцию $y= \frac{1}{t - 0,5}$ не принимающую значения 1 при $t принадлежит [ - 1; 1 ]$ Поэтому такой случай нас не устраивает.
В остальных случаях дробь несократима и поэтому уравнение $\frac{t + 2b}{t ^2 - b} =c$ = сильно уравнению $t + 2b=c ( t ^2 - b )$ то есть $ct ^2 - t - ( c + 2 ) b=0$ Поэтому необходимо и достаточно, чтобы при всех $c принадлежит [ 1;2 ]$ функция $y=ct ^2 - t$ принимала значение $( c + 2 ) b$ на отрезке $[ - 1;1 ]$ Найдем ее минимальное и максимальное значение на этом отрезке. Очевидно, минимальное будет при $t= \frac{1}{2c}$ (вершина параболы, лежит на $[ - 1;1 ]$ ), а наибольшее — при $t= - 1$ $c + 1$ Итак, требуется, чтобы $c + 1 больше или = ( c + 2 ) b$ и $ - $\frac{1}{4c}$ меньше или = ( c + 2 ) b$ при любом c из $[ 1;2 ]$
То есть $\frac{c + 1}{c + 2} больше или = b больше или = \frac{ - 1}{4c ( c + 2 )}$ при любом c из $[ 1;2 ]$ Учитывая монотонность функций $y= $\frac{c + 1}{c + 2}$ ,y= \frac{ - 1}{4c ( c + 2 )}$ на этом отрезке, нужно только чтобы $\frac{2}{3} больше или = b больше или = \frac{ - 1}{32}$
Значит $b принадлежит [ - $\frac{1}{32}$ ; $\frac{1}{4}$ ) \cup ( $\frac{ц}{е}$ лая часть: 14, дробная часть: числитель: 2, знаменатель: 3 ]$ тогда $a принадлежит [ $\frac{1}{3}$ ; $\frac{3}{4}$ ) \cup ( $\frac{3}{4}$ ; $\frac{33}{32}$ ]$
Ответ: $[ $\frac{1}{3}$ ; $\frac{3}{4}$ ) \cup ( $\frac{3}{4}$ ; $\frac{33}{32}$ ]$
Разберем сначала случай, когда дробь сократима. Тогда $4b ^2 - b=0$ $b=0$ или $b= \frac{1}{4}$
Если $b=0$ получаем функцию $y= \frac{1}{t}$ принимающую все нужные значения при $t принадлежит [ 0,5; 1 ]$ $t=0$ не потребовалось, поэтому такой случай нас устраивает.
Если $b= \frac{1}{4}$ получаем функцию $y= \frac{1}{t - 0,5}$ не принимающую значения 1 при $t принадлежит [ - 1; 1 ]$ Поэтому такой случай нас не устраивает.
В остальных случаях дробь несократима и поэтому уравнение $\frac{t + 2b}{t ^2 - b} =c$ = сильно уравнению $t + 2b=c ( t ^2 - b )$ то есть $ct ^2 - t - ( c + 2 ) b=0$ Поэтому необходимо и достаточно, чтобы при всех $c принадлежит [ 1;2 ]$ функция $y=ct ^2 - t$ принимала значение $( c + 2 ) b$ на отрезке $[ - 1;1 ]$ Найдем ее минимальное и максимальное значение на этом отрезке. Очевидно, минимальное будет при $t= \frac{1}{2c}$ (вершина параболы, лежит на $[ - 1;1 ]$ ), а наибольшее — при $t= - 1$ $c + 1$ Итак, требуется, чтобы $c + 1 больше или = ( c + 2 ) b$ и $ - $\frac{1}{4c}$ меньше или = ( c + 2 ) b$ при любом c из $[ 1;2 ]$
То есть $\frac{c + 1}{c + 2} больше или = b больше или = \frac{ - 1}{4c ( c + 2 )}$ при любом c из $[ 1;2 ]$ Учитывая монотонность функций $y= $\frac{c + 1}{c + 2}$ ,y= \frac{ - 1}{4c ( c + 2 )}$ на этом отрезке, нужно только чтобы $\frac{2}{3} больше или = b больше или = \frac{ - 1}{32}$
Значит $b принадлежит [ - $\frac{1}{32}$ ; $\frac{1}{4}$ ) \cup ( $\frac{ц}{е}$ лая часть: 14, дробная часть: числитель: 2, знаменатель: 3 ]$ тогда $a принадлежит [ $\frac{1}{3}$ ; $\frac{3}{4}$ ) \cup ( $\frac{3}{4}$ ; $\frac{33}{32}$ ]$
Ответ: $[ $\frac{1}{3}$ ; $\frac{3}{4}$ ) \cup ( $\frac{3}{4}$ ; $\frac{33}{32}$ ]$
Правильный ответ:
$левая квадратная скобка дробь: числитель: 1, знаменатель: 3 конец дроби ; дробь: числитель: 3, знаменатель: 4 конец дроби правая круглая скобка \cup левая круглая скобка дробь: числитель: 3, знаменатель: 4 конец дроби ; дробь: числитель: 33, знаменатель: 32 конец дроби правая квадратная скобка$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 71150 • Задание №18
Найти все значения a, при каждом из которых система уравнений
$система выражений x в степени 4 плюс y в квадр...
ID 69609 • Задание №16
15 декабря планируется взять кредит в банке на сумму 900 тысяч рублей на 21 месяц. Условия его возврата таковы...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Обоснованно получен правильный ответ. | 4
С помощью верного рассуждения получено множество значений a, отличающееся от искомого конечным числом точек. | 3
С помощью верного рассуждения получены все граничные точки искомого множества значений a. | 2
Верно найдена хотя бы одна граничная точка искомого множества значений a
ИЛИ
установлено, что исходное уравнение при всех значениях a имеет единственное решение . | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше. | 0
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Обоснованно получен правильный ответ. | 4
С помощью верного рассуждения получено множество значений a, отличающееся от искомого конечным числом точек. | 3
С помощью верного рассуждения получены все граничные точки искомого множества значений a. | 2
Верно найдена хотя бы одна граничная точка искомого множества значений a
ИЛИ
установлено, что исходное уравнение при всех значениях a имеет единственное решение . | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше. | 0
🔗 Другие задания линии №17 по предмету Математика. Профильный уровень:
ID 69977
В треугольнике АВС проведена биссектриса АМ. Прямая, проходящая через вершину В перпендикулярно...
ID 69978
На сторонах AC и BC треугольника ABC вне треугольника построены квадраты ACDE и BFKC. Точка M ...
ID 69979
На гипотенузу AB прямоугольного треугольника ABC опустили высоту CH. Из точки H на катеты опуст...
ID 69980
В равнобедренном треугольнике ABC с углом 120° при вершине A проведена биссектриса BD. В треуго...
ID 69981
Высоты BB1 и CC1 остроугольного треугольника ABC пересекаются в точке H.
а) Докажите, что ∠AHB...