Найдите все значения a, при которых уравнение
$( \log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) ) ^2 - 12a ( \log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) ) + 35a ^2 - 6a - 9=0$ $( \log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) ) ^2 - $
$ - 12a ( \log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) ) + 35a ^2 - 6a - 9=0$ $( \log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) ) ^2 - $
$ - 12a ( \log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) ) + $
$ + 35a ^2 - 6a - 9=0$
имеет ровно два решения.
$( \log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) ) ^2 - 12a ( \log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) ) + 35a ^2 - 6a - 9=0$ $( \log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) ) ^2 - $
$ - 12a ( \log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) ) + 35a ^2 - 6a - 9=0$ $( \log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) ) ^2 - $
$ - 12a ( \log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) ) + $
$ + 35a ^2 - 6a - 9=0$
имеет ровно два решения.
💡 Пошаговый разбор и решение:
Пусть $t= \log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a )$ тогда, используя теорему, обратную теореме Виета, получим:
$t ^2 - 12at + 35a ^2 - 6a - 9=0 = сильно t ^2 - ( ( 5a - 3 ) + ( 7a + 3 ) ) t + ( 5a - 3 ) ( 7a + 3 ) =0 = сильно \left[ \begin{array}{l} t=5a - 3, t=7a + 3. \end{array} \right.$ $t ^2 - 12at + 35a ^2 - 6a - 9=0 = сильно$
$ = сильно t ^2 - ( ( 5a - 3 ) + ( 7a + 3 ) ) t + ( 5a - 3 ) ( 7a + 3 ) =0 = сильно \left[ \begin{array}{l} t=5a - 3, t=7a + 3. \end{array} \right.$ $t ^2 - 12at + 35a ^2 - 6a - 9=0 = сильно$
$ = сильно t ^2 - ( ( 5a - 3 ) + ( 7a + 3 ) ) t + ( 5a - 3 ) ( 7a + 3 ) =0 = сильно$
$ = сильно \left[ \begin{array}{l} t=5a - 3, t=7a + 3. \end{array} \right.$
Значит, исходное уравнение имеет два различных корня тогда и только тогда, когда график функции $f ( x ) = \log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a )$ имеет с горизонтальными прямыми $y= 5a - 3$ и $y =7a + 3$ ровно две общие точки. Эти прямые совпадают, если $a= - 3$
При $a=0$ уравнение не имеет решений. Если $a больше 0$ то при $x больше a$ а если $a меньше 0$ то при $x больше - a$ имеем:
$f ( x ) = \log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) = \log_{8} ( $\frac{x + a}{x - a}$ ) = \log_{8} ( 1 + $\frac{2a}{x - a}$ )$
При неограниченном увеличении x значения функции стремятся к нулю, причём, для $a меньше 0$ функция f является возрастающей, а при $a больше 0$ — убывающей. Эскизы графиков изображены на рисунке.
[рис.]
Таким образом, при $a больше 0$ должны быть выполнены неравенства $5a - 3 больше 0, 7a + 3 больше 0$ откуда $a больше \frac{3}{5}$ при $a меньше 0$ должны быть выполнены неравенства $5a - 3 меньше 0, 7a + 3 меньше 0$ откуда $a меньше - \frac{3}{7}$
Ответ: $( - бесконечность ; - 3 ) \cup ( - 3; - $\frac{3}{7}$ ) \cup ( $\frac{3}{5}$ ; + бесконечность )$
Приведём авторское решение.
Пусть $t= \log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a )$ тогда получим:
$t ^2 - 12at + 35a ^2 - 6a - 9=0 = сильно \left[ \begin{array}{l} t=5a - 3, t=7a + 3. \end{array} \right.$
Значит, решение исходного уравнения — это решение уравнений $\log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) =5a - 3$ или $\log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) =7a + 3$
Исследуем сколько решений имеет уравнение $\log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) =b$ в зависимости от a и $b$ При $a не = 0$ и $x больше a$ и $x больше - a$ то есть при $x больше |a|$ левая часть определена и принимает вид
$\log_{8} ( $\frac{x + a}{x - a}$ ) = \log_{8} ( 1 + $\frac{2a}{x - a}$ )$
При $x больше |a|$ выражение $1 + \frac{2a}{x - a}$ принимает по одному все значения из промежутка $( 1; + бесконечность )$ для $a больше 0$ и принимает по одному разу все значения из промежутка $( 0;1 )$ для $a меньше 0$ Значит, при $x больше |a|$ выражение $\log_{8} ( 1 + $\frac{2a}{x - a}$ )$ принимает по одному разу все значения из промежутка $( 0; + бесконечность )$ при $a больше 0$ и принимает по одному разу все значения из промежутка $( - бесконечность ;0 )$ при $a меньше 0$ Таким образом, уравнение $\log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) =b$ имеет одно решение при $ab больше 0$ и не имеет решений при $a не = 0$ и $ab меньше или = 0$ При $a=0$ и $x больше 0$ уравнение принимает вид $0=b$ и либо имеет бесконечно много решений, либо не имеет решений.
Уравнение $\log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) =5a - 3$ и $\log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) =7a + 3$ могут иметь общие решения при $5a - 3=7a + 3$ то есть при $a= - 3$ При $a= - 3$ оба уравнения принимают вид $\log_{8} ( x - 3 ) - \log_{8} ( x + 3 ) = - 18$ и имеют одно решение.
При других значениях a исходное уравнение имеет два решения, если оба уравнения $\log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) =5a - 3 и \log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) =7a + 3$ имеют по одному решению. Получаем систему неравенств:
$$$\begin{cases} ( 5a - 3 ) a больше 0 \\[6pt] ( 7a + 3 ) a больше 0 \end{cases}$$ = сильно \left[ \begin{array}{l} a меньше - $\frac{3}{7}$ ,a больше $\frac{3}{5}$ . \end{array} \right.$
Таким образом, исходное уравнение имеет ровно два решения при a принадлежащем множеству $( - бесконечность ; - 3 ) \cup ( - 3; - $\frac{3}{7}$ ) \cup ( $\frac{3}{5}$ ; + бесконечность )$
$t ^2 - 12at + 35a ^2 - 6a - 9=0 = сильно t ^2 - ( ( 5a - 3 ) + ( 7a + 3 ) ) t + ( 5a - 3 ) ( 7a + 3 ) =0 = сильно \left[ \begin{array}{l} t=5a - 3, t=7a + 3. \end{array} \right.$ $t ^2 - 12at + 35a ^2 - 6a - 9=0 = сильно$
$ = сильно t ^2 - ( ( 5a - 3 ) + ( 7a + 3 ) ) t + ( 5a - 3 ) ( 7a + 3 ) =0 = сильно \left[ \begin{array}{l} t=5a - 3, t=7a + 3. \end{array} \right.$ $t ^2 - 12at + 35a ^2 - 6a - 9=0 = сильно$
$ = сильно t ^2 - ( ( 5a - 3 ) + ( 7a + 3 ) ) t + ( 5a - 3 ) ( 7a + 3 ) =0 = сильно$
$ = сильно \left[ \begin{array}{l} t=5a - 3, t=7a + 3. \end{array} \right.$
Значит, исходное уравнение имеет два различных корня тогда и только тогда, когда график функции $f ( x ) = \log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a )$ имеет с горизонтальными прямыми $y= 5a - 3$ и $y =7a + 3$ ровно две общие точки. Эти прямые совпадают, если $a= - 3$
При $a=0$ уравнение не имеет решений. Если $a больше 0$ то при $x больше a$ а если $a меньше 0$ то при $x больше - a$ имеем:
$f ( x ) = \log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) = \log_{8} ( $\frac{x + a}{x - a}$ ) = \log_{8} ( 1 + $\frac{2a}{x - a}$ )$
При неограниченном увеличении x значения функции стремятся к нулю, причём, для $a меньше 0$ функция f является возрастающей, а при $a больше 0$ — убывающей. Эскизы графиков изображены на рисунке.
[рис.]
Таким образом, при $a больше 0$ должны быть выполнены неравенства $5a - 3 больше 0, 7a + 3 больше 0$ откуда $a больше \frac{3}{5}$ при $a меньше 0$ должны быть выполнены неравенства $5a - 3 меньше 0, 7a + 3 меньше 0$ откуда $a меньше - \frac{3}{7}$
Ответ: $( - бесконечность ; - 3 ) \cup ( - 3; - $\frac{3}{7}$ ) \cup ( $\frac{3}{5}$ ; + бесконечность )$
Приведём авторское решение.
Пусть $t= \log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a )$ тогда получим:
$t ^2 - 12at + 35a ^2 - 6a - 9=0 = сильно \left[ \begin{array}{l} t=5a - 3, t=7a + 3. \end{array} \right.$
Значит, решение исходного уравнения — это решение уравнений $\log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) =5a - 3$ или $\log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) =7a + 3$
Исследуем сколько решений имеет уравнение $\log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) =b$ в зависимости от a и $b$ При $a не = 0$ и $x больше a$ и $x больше - a$ то есть при $x больше |a|$ левая часть определена и принимает вид
$\log_{8} ( $\frac{x + a}{x - a}$ ) = \log_{8} ( 1 + $\frac{2a}{x - a}$ )$
При $x больше |a|$ выражение $1 + \frac{2a}{x - a}$ принимает по одному все значения из промежутка $( 1; + бесконечность )$ для $a больше 0$ и принимает по одному разу все значения из промежутка $( 0;1 )$ для $a меньше 0$ Значит, при $x больше |a|$ выражение $\log_{8} ( 1 + $\frac{2a}{x - a}$ )$ принимает по одному разу все значения из промежутка $( 0; + бесконечность )$ при $a больше 0$ и принимает по одному разу все значения из промежутка $( - бесконечность ;0 )$ при $a меньше 0$ Таким образом, уравнение $\log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) =b$ имеет одно решение при $ab больше 0$ и не имеет решений при $a не = 0$ и $ab меньше или = 0$ При $a=0$ и $x больше 0$ уравнение принимает вид $0=b$ и либо имеет бесконечно много решений, либо не имеет решений.
Уравнение $\log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) =5a - 3$ и $\log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) =7a + 3$ могут иметь общие решения при $5a - 3=7a + 3$ то есть при $a= - 3$ При $a= - 3$ оба уравнения принимают вид $\log_{8} ( x - 3 ) - \log_{8} ( x + 3 ) = - 18$ и имеют одно решение.
При других значениях a исходное уравнение имеет два решения, если оба уравнения $\log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) =5a - 3 и \log_{8} ( x + a ) - \log_{8} ( x - a ) =7a + 3$ имеют по одному решению. Получаем систему неравенств:
$$$\begin{cases} ( 5a - 3 ) a больше 0 \\[6pt] ( 7a + 3 ) a больше 0 \end{cases}$$ = сильно \left[ \begin{array}{l} a меньше - $\frac{3}{7}$ ,a больше $\frac{3}{5}$ . \end{array} \right.$
Таким образом, исходное уравнение имеет ровно два решения при a принадлежащем множеству $( - бесконечность ; - 3 ) \cup ( - 3; - $\frac{3}{7}$ ) \cup ( $\frac{3}{5}$ ; + бесконечность )$
Правильный ответ:
$левая круглая скобка минус бесконечность ; минус 3 правая круглая скобка \cup левая круглая скобка минус 3; минус дробь: числитель: 3, знаменатель: 7 конец дроби правая круглая скобка \cup левая круглая скобка дробь: числитель: 3, знаменатель: 5 конец дроби ; плюс бесконечность правая круглая скобка$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 67964 • Задание №14
Основанием треугольной пирамиды SABC является равносторонний треугольник АВС со стороной $4 корень из: начало...
ID 70304 • Задание №17
В окружности с центром О отрезок ЕК — диаметр. Хорды ЕT и KS проведены так, что точки Т и S лежат по одну сто...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Обоснованно получен правильный ответ. | 4
С помощью верного рассуждения получено множество значений а, отличающееся от искомого только включением точек $a= минус дробь: числитель: 3, знаменатель: 7 конец дроби$ и/или $a= дробь: числитель: 3, знаменатель: 5 конец дроби$ | 3
С помощью верного рассуждения получен один из промежутков множества значений $a:$ $левая круглая скобка минус бесконечность ; минус дробь: числитель: 3, знаменатель: 7 конец дроби правая круглая скобка$ или $левая круглая скобка дробь: числитель: 3, знаменатель: 5 конец дроби ; плюс бесконечность правая круглая скобка$ ; возможно, с включением граничных точек и/или исключением точки $a= минус 3$ | 2
Верно найдена хотя бы одна из граничных точек множества а: $a= минус дробь: числитель: 3, знаменатель: 7 конец дроби$ или $a= дробь: числитель: 3, знаменатель: 5 конец дроби$
ИЛИ
Получено хотя бы одно из уравнений $логарифм по основанию 8 левая круглая скобка x плюс a правая круглая скобка минус логарифм по основанию 8 левая круглая скобка x минус a правая круглая скобка =5a минус 3$ или $логарифм по основанию 8 левая круглая скобка x плюс a правая круглая скобка минус логарифм по основанию 8 левая круглая скобка x минус a правая круглая скобка =7a плюс 3$ | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше. | 0
Максимальный балл | 4
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Обоснованно получен правильный ответ. | 4
С помощью верного рассуждения получено множество значений а, отличающееся от искомого только включением точек $a= минус дробь: числитель: 3, знаменатель: 7 конец дроби$ и/или $a= дробь: числитель: 3, знаменатель: 5 конец дроби$ | 3
С помощью верного рассуждения получен один из промежутков множества значений $a:$ $левая круглая скобка минус бесконечность ; минус дробь: числитель: 3, знаменатель: 7 конец дроби правая круглая скобка$ или $левая круглая скобка дробь: числитель: 3, знаменатель: 5 конец дроби ; плюс бесконечность правая круглая скобка$ ; возможно, с включением граничных точек и/или исключением точки $a= минус 3$ | 2
Верно найдена хотя бы одна из граничных точек множества а: $a= минус дробь: числитель: 3, знаменатель: 7 конец дроби$ или $a= дробь: числитель: 3, знаменатель: 5 конец дроби$
ИЛИ
Получено хотя бы одно из уравнений $логарифм по основанию 8 левая круглая скобка x плюс a правая круглая скобка минус логарифм по основанию 8 левая круглая скобка x минус a правая круглая скобка =5a минус 3$ или $логарифм по основанию 8 левая круглая скобка x плюс a правая круглая скобка минус логарифм по основанию 8 левая круглая скобка x минус a правая круглая скобка =7a плюс 3$ | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше. | 0
Максимальный балл | 4
🔗 Другие задания линии №18 по предмету Математика. Профильный уровень:
ID 70718
Найдите все значения k, при каждом из которых уравнение
$дробь: числитель: 6k минус левая круг...
ID 70719
Найдите все значения a, для каждого из которых уравнение $логарифм по основанию левая круглая с...
ID 70721
Найдите наименьшее натуральное значение a, при котором расстояние между наибольшим и наименьшим...
ID 70722
Найдите все значения a, при которых уравнение
$левая круглая скобка x в квадрате плюс 2x плюс ...
ID 70723
Найдите все значения a, при которых уравнение
$левая круглая скобка x в квадрате минус x минус...