Найдите все значения параметра a, при каждом из которых уравнение
$ax в степени 4 - 2x ^3 + ( a ^3 - a ) x ^2 - ( 2a ^2 - 2 ) x = - ax ^3 + 2x ^2 - ( a ^3 - a ) x + 2a ^2 - 2$
имеет ровно 2 решения.
$ax в степени 4 - 2x ^3 + ( a ^3 - a ) x ^2 - ( 2a ^2 - 2 ) x = - ax ^3 + 2x ^2 - ( a ^3 - a ) x + 2a ^2 - 2$
имеет ровно 2 решения.
💡 Пошаговый разбор и решение:
Преобразуем уравнение:
$ax в степени 4 - 2x ^3 + ( a ^3 - a ) x ^2 - ( 2a ^2 - 2 ) x = - ax ^3 + 2x ^2 - ( a ^3 - a ) x + 2a ^2 - 2 = сильно$
$ = сильно x ( ax ^3 - 2x ^2 + ( a ^3 - a ) x - 2a ^2 + 2 ) + ( ax ^3 - 2x ^2 + ( a ^3 - a ) x - 2a ^2 + 2 ) = 0 = сильно$
$ = сильно ( x + 1 ) ( ax ^3 - 2x ^2 + ( a ^3 - a ) x - 2a ^2 + 2 ) = 0 = сильно$
$ = сильно ( x + 1 ) ( x ^2 ( ax - 2 ) + ax ( a ^2 - 1 ) - 2 ( a ^2 - 1 ) ) = 0 = сильно ( x + 1 ) ( x ^2 ( ax - 2 ) + ( a ^2 - 1 ) ( ax - 2 ) ) = 0 = сильно$
$ = сильно ( x + 1 ) ( ax - 2 ) ( x ^2 + a ^2 - 1 ) = 0 = сильно \left[ \begin{array}{l} x + 1 = 0, ax - 2 = 0, x ^2 + a ^2 - 1 = 0 \end{array} \right. . = сильно \left[ \begin{array}{l} x = - 1, a = $\frac{2}{x}$ , x ^2 + a ^2 = 1. \end{array} \right.$ $ax в степени 4 - 2x ^3 + ( a ^3 - a ) x ^2 - ( 2a ^2 - 2 ) x = - ax ^3 + 2x ^2 - ( a ^3 - a ) x + 2a ^2 - 2 = сильно$
$ = сильно x ( ax ^3 - 2x ^2 + ( a ^3 - a ) x - 2a ^2 + 2 ) + ( ax ^3 - 2x ^2 + ( a ^3 - a ) x - 2a ^2 + 2 ) = 0 = сильно$
$ = сильно ( x + 1 ) ( ax ^3 - 2x ^2 + ( a ^3 - a ) x - 2a ^2 + 2 ) = 0 = сильно$
$ = сильно ( x + 1 ) ( x ^2 ( ax - 2 ) + ax ( a ^2 - 1 ) - 2 ( a ^2 - 1 ) ) = 0 = сильно$
$ = сильно ( x + 1 ) ( x ^2 ( ax - 2 ) + ( a ^2 - 1 ) ( ax - 2 ) ) = 0 = сильно$
$ = сильно ( x + 1 ) ( ax - 2 ) ( x ^2 + a ^2 - 1 ) = 0 = сильно \left[ \begin{array}{l} x + 1 = 0, ax - 2 = 0, x ^2 + a ^2 - 1 = 0 \end{array} \right. . = сильно \left[ \begin{array}{l} x = - 1, a = $\frac{2}{x}$ , x ^2 + a ^2 = 1. \end{array} \right.$ $ax в степени 4 - 2x ^3 + ( a ^3 - a ) x ^2 - ( 2a ^2 - 2 ) x = - ax ^3 + 2x ^2 - ( a ^3 - a ) x + 2a ^2 - 2 = сильно$
$ = сильно x ( ax ^3 - 2x ^2 + ( a ^3 - a ) x - 2a ^2 + 2 ) + ( ax ^3 - 2x ^2 + ( a ^3 - a ) x - 2a ^2 + 2 ) = 0 = сильно$
$ = сильно ( x + 1 ) ( ax ^3 - 2x ^2 + ( a ^3 - a ) x - 2a ^2 + 2 ) = 0 = сильно$
$ = сильно ( x + 1 ) ( x ^2 ( ax - 2 ) + ax ( a ^2 - 1 ) - 2 ( a ^2 - 1 ) ) = 0 = сильно$
$ = сильно ( x + 1 ) ( x ^2 ( ax - 2 ) + ( a ^2 - 1 ) ( ax - 2 ) ) = 0 = сильно$
$ = сильно ( x + 1 ) ( ax - 2 ) ( x ^2 + a ^2 - 1 ) = 0 = сильно$
$ = сильно \left[ \begin{array}{l} x + 1 = 0, ax - 2 = 0, x ^2 + a ^2 - 1 = 0 \end{array} \right. . = сильно \left[ \begin{array}{l} x = - 1, a = $\frac{2}{x}$ , x ^2 + a ^2 = 1. \end{array} \right.$
[рис.]
Исходное уравнение в системе координат xOa задает вертикальную прямую $x = - 1$ гиперболу $a = \frac{2}{x}$ ветви которой лежат в 1 и 3 четвертях, и окружность $x ^2 + a ^2 = 1$ с центром в точке с координатами $( 0; 0 )$ и радиусом 1. Найдем точку пересечения вертикальной прямой и гиперболы: $a = \frac{2}{ - 1}$ то есть $a = - 2$ Найдем точку пересечения вертикальной прямой и окружности: $( - 1 ) ^2 + a ^2 = 1$ то есть $a ^2 = 0$ откуда $a = 0$ Изобразим получившиеся множества.
Из рисунка видно, что при $a меньше - 2$ горизонтальная прямая пересекает левую ветвь гиперболы и вертикальную прямую; при $a = - 2$ горизонтальная прямая проходит через точку пересечения гиперболы и вертикальной прямой; при $ - 2 меньше a меньше - 1$ горизонтальная прямая пересекает левую ветвь гиперболы и вертикальную прямую; при $a = - 1$ горизонтальная прямая пересекает левую ветвь гиперболы, вертикальную прямую и касается окружности; при $ - 1 меньше a меньше 0$ горизонтальная прямая пересекает левую ветвь гиперболы, вертикальную прямую и окружность; прямая $a = 0$ является асимптотой гиперболы, но проходит через точку пересечения вертикальной прямой и окружности и еще одну точку на окружности; при $0 меньше a меньше 1$ горизонтальная прямая пересекает правую ветвь гиперболы, вертикальную прямую и окружность; при $a = 1$ горизонтальная прямая пересекает правую ветвь гиперболы, вертикальную прямую и касается окружности; при $a больше 1$ горизонтальная прямая пересекает правую ветвь гиперболы и вертикальную прямую. Случай единственного решения обозначен на рисунке красным, случаи двух решений — синим, случаи трех решений — зеленым, случаи четырех решений — фиолетовым.
Таким образом, уравнение имеет два решения при $a принадлежит ( - бесконечность ; - 2 ) \cup ( - 2; - 1 ) \cup \{ 0 \} \cup ( 1; + бесконечность )$
Ответ: $a принадлежит ( - бесконечность ; - 2 ) \cup ( - 2; - 1 ) \cup \{ 0 \} \cup ( 1; + бесконечность )$
$ax в степени 4 - 2x ^3 + ( a ^3 - a ) x ^2 - ( 2a ^2 - 2 ) x = - ax ^3 + 2x ^2 - ( a ^3 - a ) x + 2a ^2 - 2 = сильно$
$ = сильно x ( ax ^3 - 2x ^2 + ( a ^3 - a ) x - 2a ^2 + 2 ) + ( ax ^3 - 2x ^2 + ( a ^3 - a ) x - 2a ^2 + 2 ) = 0 = сильно$
$ = сильно ( x + 1 ) ( ax ^3 - 2x ^2 + ( a ^3 - a ) x - 2a ^2 + 2 ) = 0 = сильно$
$ = сильно ( x + 1 ) ( x ^2 ( ax - 2 ) + ax ( a ^2 - 1 ) - 2 ( a ^2 - 1 ) ) = 0 = сильно ( x + 1 ) ( x ^2 ( ax - 2 ) + ( a ^2 - 1 ) ( ax - 2 ) ) = 0 = сильно$
$ = сильно ( x + 1 ) ( ax - 2 ) ( x ^2 + a ^2 - 1 ) = 0 = сильно \left[ \begin{array}{l} x + 1 = 0, ax - 2 = 0, x ^2 + a ^2 - 1 = 0 \end{array} \right. . = сильно \left[ \begin{array}{l} x = - 1, a = $\frac{2}{x}$ , x ^2 + a ^2 = 1. \end{array} \right.$ $ax в степени 4 - 2x ^3 + ( a ^3 - a ) x ^2 - ( 2a ^2 - 2 ) x = - ax ^3 + 2x ^2 - ( a ^3 - a ) x + 2a ^2 - 2 = сильно$
$ = сильно x ( ax ^3 - 2x ^2 + ( a ^3 - a ) x - 2a ^2 + 2 ) + ( ax ^3 - 2x ^2 + ( a ^3 - a ) x - 2a ^2 + 2 ) = 0 = сильно$
$ = сильно ( x + 1 ) ( ax ^3 - 2x ^2 + ( a ^3 - a ) x - 2a ^2 + 2 ) = 0 = сильно$
$ = сильно ( x + 1 ) ( x ^2 ( ax - 2 ) + ax ( a ^2 - 1 ) - 2 ( a ^2 - 1 ) ) = 0 = сильно$
$ = сильно ( x + 1 ) ( x ^2 ( ax - 2 ) + ( a ^2 - 1 ) ( ax - 2 ) ) = 0 = сильно$
$ = сильно ( x + 1 ) ( ax - 2 ) ( x ^2 + a ^2 - 1 ) = 0 = сильно \left[ \begin{array}{l} x + 1 = 0, ax - 2 = 0, x ^2 + a ^2 - 1 = 0 \end{array} \right. . = сильно \left[ \begin{array}{l} x = - 1, a = $\frac{2}{x}$ , x ^2 + a ^2 = 1. \end{array} \right.$ $ax в степени 4 - 2x ^3 + ( a ^3 - a ) x ^2 - ( 2a ^2 - 2 ) x = - ax ^3 + 2x ^2 - ( a ^3 - a ) x + 2a ^2 - 2 = сильно$
$ = сильно x ( ax ^3 - 2x ^2 + ( a ^3 - a ) x - 2a ^2 + 2 ) + ( ax ^3 - 2x ^2 + ( a ^3 - a ) x - 2a ^2 + 2 ) = 0 = сильно$
$ = сильно ( x + 1 ) ( ax ^3 - 2x ^2 + ( a ^3 - a ) x - 2a ^2 + 2 ) = 0 = сильно$
$ = сильно ( x + 1 ) ( x ^2 ( ax - 2 ) + ax ( a ^2 - 1 ) - 2 ( a ^2 - 1 ) ) = 0 = сильно$
$ = сильно ( x + 1 ) ( x ^2 ( ax - 2 ) + ( a ^2 - 1 ) ( ax - 2 ) ) = 0 = сильно$
$ = сильно ( x + 1 ) ( ax - 2 ) ( x ^2 + a ^2 - 1 ) = 0 = сильно$
$ = сильно \left[ \begin{array}{l} x + 1 = 0, ax - 2 = 0, x ^2 + a ^2 - 1 = 0 \end{array} \right. . = сильно \left[ \begin{array}{l} x = - 1, a = $\frac{2}{x}$ , x ^2 + a ^2 = 1. \end{array} \right.$
[рис.]
Исходное уравнение в системе координат xOa задает вертикальную прямую $x = - 1$ гиперболу $a = \frac{2}{x}$ ветви которой лежат в 1 и 3 четвертях, и окружность $x ^2 + a ^2 = 1$ с центром в точке с координатами $( 0; 0 )$ и радиусом 1. Найдем точку пересечения вертикальной прямой и гиперболы: $a = \frac{2}{ - 1}$ то есть $a = - 2$ Найдем точку пересечения вертикальной прямой и окружности: $( - 1 ) ^2 + a ^2 = 1$ то есть $a ^2 = 0$ откуда $a = 0$ Изобразим получившиеся множества.
Из рисунка видно, что при $a меньше - 2$ горизонтальная прямая пересекает левую ветвь гиперболы и вертикальную прямую; при $a = - 2$ горизонтальная прямая проходит через точку пересечения гиперболы и вертикальной прямой; при $ - 2 меньше a меньше - 1$ горизонтальная прямая пересекает левую ветвь гиперболы и вертикальную прямую; при $a = - 1$ горизонтальная прямая пересекает левую ветвь гиперболы, вертикальную прямую и касается окружности; при $ - 1 меньше a меньше 0$ горизонтальная прямая пересекает левую ветвь гиперболы, вертикальную прямую и окружность; прямая $a = 0$ является асимптотой гиперболы, но проходит через точку пересечения вертикальной прямой и окружности и еще одну точку на окружности; при $0 меньше a меньше 1$ горизонтальная прямая пересекает правую ветвь гиперболы, вертикальную прямую и окружность; при $a = 1$ горизонтальная прямая пересекает правую ветвь гиперболы, вертикальную прямую и касается окружности; при $a больше 1$ горизонтальная прямая пересекает правую ветвь гиперболы и вертикальную прямую. Случай единственного решения обозначен на рисунке красным, случаи двух решений — синим, случаи трех решений — зеленым, случаи четырех решений — фиолетовым.
Таким образом, уравнение имеет два решения при $a принадлежит ( - бесконечность ; - 2 ) \cup ( - 2; - 1 ) \cup \{ 0 \} \cup ( 1; + бесконечность )$
Ответ: $a принадлежит ( - бесконечность ; - 2 ) \cup ( - 2; - 1 ) \cup \{ 0 \} \cup ( 1; + бесконечность )$
Правильный ответ:
$a принадлежит левая круглая скобка минус бесконечность ; минус 2 правая круглая скобка \cup левая круглая скобка минус 2; минус 1 правая круглая скобка \cup левая фигурная скобка 0 правая фигурная скобка \cup левая круглая скобка 1; плюс бесконечность правая круглая скобка$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 70965 • Задание №18
Найдите все значения a, при каждом из которых система
$система выражений корень из: начало аргумента: x в ква...
ID 66866 • Задание №11
[рис.] На рисунке изображены графики функций $f левая круглая скобка x правая круглая скобка =4x в квадрате ми...
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 только включением значений $a= минус 1$ и/или $a=1$ | 3
С помощью верного рассуждения получено множество значений a, отличающееся от искомого включением $a= минус 2$ и/или исключением $a=0$ и возможно включением значений $a= минус 1$ и/или $a=1$
ИЛИ
получен неверный ответ из-за вычислительной ошибки, но при этом верно выполнены все шаги решения | 2
Задача верно сведена к исследованию совокупности уравнений | 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 только включением значений $a= минус 1$ и/или $a=1$ | 3
С помощью верного рассуждения получено множество значений a, отличающееся от искомого включением $a= минус 2$ и/или исключением $a=0$ и возможно включением значений $a= минус 1$ и/или $a=1$
ИЛИ
получен неверный ответ из-за вычислительной ошибки, но при этом верно выполнены все шаги решения | 2
Задача верно сведена к исследованию совокупности уравнений | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше | 0
🔗 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 70720
Найдите все значения a, при которых уравнение
$левая круглая скобка логарифм по основанию 8 ле...
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 ...