При каких a уравнение $\left| x ^2 - 2x - 3 | - 2a=\left| x - a | - 1$ имеет ровно три корня?
💡 Пошаговый разбор и решение:
Запишем уравнение в виде $\left|x ^2 - 2x - 3 |=\left| x - a | + 2a - 1$
[рис.]
Построим графики левой и правой частей уравнения $f ( x ) =\left|x ^2 - 2x - 3 |$ и $g ( x ) =\left| x - a | + 2a - 1$ Первая из них парабола с отраженной отрицательной частью, а вторая график модуля с вершиной в точке $( a,2a - 1 )$ (см. рис.). Ясно, что вершина второго графика перемещается в зависимости от a по прямой $y=2x - 1$ Из рисунка видно, что подходящих значений a ровно два — при одном из них график правой части проходит через точку $( - 1, 0 )$ при другом — касается отраженного участка параболы.
Первое происходит при $a=0$ а второе — когда уравнение
$3 + 2x - x ^2 =3a - 1 - x = сильно x ^2 - 3x + 3a - 4=0$
имеет единственный корень, то есть в случае, когда дискриминант равен нулю.
$D=3 ^2 - 4 ( 3a - 4 ) =25 - 12a=0 = сильно a= \frac{25}{12}$
Ответ: $a=0, a= \frac{25}{12}$
Приведем решение Елизаветы Зелёненькой (Москва).
Изобразим уравнение $\left| x ^2 - 2x - 3 | - 2a=\left| x - a | - 1$ в системе координат xOa. Прямые a = x, x = −1, x = 3 разбивают плоскость на шесть областей, в каждой из которых знаки выражений $| x ^2 - 2x - 3 |$ и $\left| x - a |$ остаются постоянными.
[рис.]
Найдем знак каждого подмодульного выражения в каждой области:
| $| x ^2 - 2x - 3 |$ | $\left| x - a |$
I | + | −
II | − | −
III | + | −
IV | + | +
V | − | +
VI | + | +
Найдем уравнения для каждой области. Области I и III:
$x ^2 - 2x - 3 - 2a=a - x - 1 = сильно a= $\frac{x ^2}{3}$ - $\frac{x}{3}$ - \frac{2}{3}$
Графиком данной функции является парабола, координаты вершины которой $x_0 = $\frac{1}{2}$ , a_0 = - \frac{3}{4}$
Область II:
$ - x ^2 + 2x + 3 - 2a=a - x - 1 = сильно a= - $\frac{x ^2}{3}$ + x + \frac{4}{3}$
Графиком данной функции является парабола, координаты вершины которой $x_0 = $\frac{3}{2}$ , a_0 = \frac{25}{12}$
Области IV и VI:
$x ^2 + 2x - 3 - 2a=x - a - 1 = сильно a=x ^2 - 3x - 2$
Графиком данной функции является парабола, координаты вершины которой $x_0 = $\frac{3}{2}$ , a_0 = - 4,25$
Область V:
$ - x ^2 + 2x + 3 - 2a=x - a - 1 = сильно a= - x ^2 + x + 4$
Графиком данной функции является парабола, координаты вершины которой $x_0 = 0,5, a_0 = 4,25$
Изобразим в координатах (x; a):
[рис.]
Уравнение имеет ровно три корня при $a=0, a= \frac{25}{12}$
[рис.]
Построим графики левой и правой частей уравнения $f ( x ) =\left|x ^2 - 2x - 3 |$ и $g ( x ) =\left| x - a | + 2a - 1$ Первая из них парабола с отраженной отрицательной частью, а вторая график модуля с вершиной в точке $( a,2a - 1 )$ (см. рис.). Ясно, что вершина второго графика перемещается в зависимости от a по прямой $y=2x - 1$ Из рисунка видно, что подходящих значений a ровно два — при одном из них график правой части проходит через точку $( - 1, 0 )$ при другом — касается отраженного участка параболы.
Первое происходит при $a=0$ а второе — когда уравнение
$3 + 2x - x ^2 =3a - 1 - x = сильно x ^2 - 3x + 3a - 4=0$
имеет единственный корень, то есть в случае, когда дискриминант равен нулю.
$D=3 ^2 - 4 ( 3a - 4 ) =25 - 12a=0 = сильно a= \frac{25}{12}$
Ответ: $a=0, a= \frac{25}{12}$
Приведем решение Елизаветы Зелёненькой (Москва).
Изобразим уравнение $\left| x ^2 - 2x - 3 | - 2a=\left| x - a | - 1$ в системе координат xOa. Прямые a = x, x = −1, x = 3 разбивают плоскость на шесть областей, в каждой из которых знаки выражений $| x ^2 - 2x - 3 |$ и $\left| x - a |$ остаются постоянными.
[рис.]
Найдем знак каждого подмодульного выражения в каждой области:
| $| x ^2 - 2x - 3 |$ | $\left| x - a |$
I | + | −
II | − | −
III | + | −
IV | + | +
V | − | +
VI | + | +
Найдем уравнения для каждой области. Области I и III:
$x ^2 - 2x - 3 - 2a=a - x - 1 = сильно a= $\frac{x ^2}{3}$ - $\frac{x}{3}$ - \frac{2}{3}$
Графиком данной функции является парабола, координаты вершины которой $x_0 = $\frac{1}{2}$ , a_0 = - \frac{3}{4}$
Область II:
$ - x ^2 + 2x + 3 - 2a=a - x - 1 = сильно a= - $\frac{x ^2}{3}$ + x + \frac{4}{3}$
Графиком данной функции является парабола, координаты вершины которой $x_0 = $\frac{3}{2}$ , a_0 = \frac{25}{12}$
Области IV и VI:
$x ^2 + 2x - 3 - 2a=x - a - 1 = сильно a=x ^2 - 3x - 2$
Графиком данной функции является парабола, координаты вершины которой $x_0 = $\frac{3}{2}$ , a_0 = - 4,25$
Область V:
$ - x ^2 + 2x + 3 - 2a=x - a - 1 = сильно a= - x ^2 + x + 4$
Графиком данной функции является парабола, координаты вершины которой $x_0 = 0,5, a_0 = 4,25$
Изобразим в координатах (x; a):
[рис.]
Уравнение имеет ровно три корня при $a=0, a= \frac{25}{12}$
Правильный ответ:
$a=0, a= дробь: числитель: 25, знаменатель: 12 конец дроби$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 70684 • Задание №17
Найти все значения параметра a, при каждом из которых существует хотя бы одно x, удовлетворяющее условию:
$си...
ID 65929 • Задание №8
[рис.] На рисунке изображен график функции y = f(x), определенной на интервале (−3; 9). Найдите количество т...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Обоснованно получен верный ответ | 4
Получен верный ответ, но он недостаточно обоснован, или в обосновании содержатся мелкие неточности, например отсутстуют рисунки для различных значений параметра
| 3
Ход решения в целом верен, но ответ содержит посторонние числа, или найдено только одно из верных значений
| 2
Решение содержит верную геометрическую интерпретацию задачи или верный переход к равносильной системе без модулей,
| 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше
| 0
Максимальный балл | 4
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Обоснованно получен верный ответ | 4
Получен верный ответ, но он недостаточно обоснован, или в обосновании содержатся мелкие неточности, например отсутстуют рисунки для различных значений параметра
| 3
Ход решения в целом верен, но ответ содержит посторонние числа, или найдено только одно из верных значений
| 2
Решение содержит верную геометрическую интерпретацию задачи или верный переход к равносильной системе без модулей,
| 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 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 ...