Найдите все значения параметра a, при которых уравнение
$4x + 7 - 4 $\sqrt{аргумента: 4x - x ^2}$ аргумента =x ^2 + a ^2 + 2a$
имеет хотя бы одно решение.
$4x + 7 - 4 $\sqrt{аргумента: 4x - x ^2}$ аргумента =x ^2 + a ^2 + 2a$
имеет хотя бы одно решение.
💡 Пошаговый разбор и решение:
Запишем уравнение в виде [рис.]
$4x - x ^2 + 7 - 4 $\sqrt{аргумента: 4x - x ^2}$ аргумента =a ^2 + 2a$
и сделаем замены $\sqrt{аргумента: 4x - x ^2} аргумента =t$ и $a ^2 + 2a=b$ Тогда уравнение примет вид
$t ^2 - 4t + 7=b$ (⁎)
Заметим, что $0 меньше или = t= $\sqrt{аргумента: 4x - x ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 4 - 4 + 4x - x ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 4 - ( 2 - x ) ^2}$ аргумента меньше или = 2$ Значит, исходное уравнение имеет хотя бы одно решение, если уравнение (⁎) имеет хотя бы одно решение на отрезке $[ 0;2 ]$
Построим график уравнения (⁎) на отрезке $[ 0;2 ]$ в системе координат tOb (см. рис. выше). Уравнение (⁎) имеет корни на отрезке $[ 0;2 ]$ при $3 меньше или = b\leqslant7$ Таким образом, исходное уравнение имеет хотя бы одно решение при $3 меньше или = a ^2 + 2a\leqslant7$
[рис.]
Решим это двойное неравенство:
$3 меньше или = a ^2 + 2a\leqslant7 = сильно $$\begin{cases} a ^2 + 2a\geqslant3 \\[6pt] a ^2 + 2a\leqslant7 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} a ^2 + 2a - 3\geqslant0 \\[6pt] a ^2 + 2a - 7\leqslant0 \end{cases}$$ . = сильно$
$ = сильно $$\begin{cases} \left[ \begin{array}{l} a\leqslant - 3 \\[6pt] a\geqslant1 \end{cases}$$ . - 1 - 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента меньше или = a меньше или = - 1 + 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \end{array} \right. . = сильно \left[ \begin{array}{l} - 1 - 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента меньше или = a меньше или = - 3,1 меньше или = a меньше или = - 1 + 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента . \end{array} \right.$
Изложим это решение иначе.
Пусть $t= $\sqrt{аргумента: 4x - x ^2}$ аргумента$ (⁎), тогда исходное уравнение можно записать в виде $t ^2 - 4t + 7=a ^2 + 2a$ или
$( t - 2 ) ^2 =a ^2 + 2a - 3$ (⁎⁎).
Оценим левые части уравнений (⁎) и (⁎⁎). [рис.]
В силу цепочки соотношений
$t= $\sqrt{аргумента: 4x - x ^2}$ аргумента = сильно $$\begin{cases} t ^2 =4x - x ^2 \\[6pt] t\geqslant0 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} t ^2 + x ^2 - 4x + 4=4 \\[6pt] t\geqslant0 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} ( x - 2 ) ^2 + t ^2 =2 ^2 \\[6pt] t\geqslant0 \end{cases}$$$ $t= $\sqrt{аргумента: 4x - x ^2}$ аргумента = сильно $$\begin{cases} t ^2 =4x - x ^2 \\[6pt] t\geqslant0 \end{cases}$$ . = сильно$
$ = сильно $$\begin{cases} t ^2 + x ^2 - 4x + 4=4 \\[6pt] t\geqslant0 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} ( x - 2 ) ^2 + t ^2 =2 ^2 \\[6pt] t\geqslant0 \end{cases}$$$
графиком уравнения (⁎) является полуокружность с центром в точке O(2; 0) и радиусом 2. Это уравнение имеет решения тогда и только тогда, когда $0 меньше или = t меньше или = 2$ (см. рис.).
При найденных значениях t справедливы оценки
$ - 2 меньше или = t - 2 \leqslant0 = сильно 0\leqslant ( t - 2 ) ^2 \leqslant4$
Чтобы уравнение (⁎⁎) имело решения, его правая часть должна лежать в тех же границах:
$0 меньше или = a ^2 + 2a - 3 меньше или = 4 = сильно 4 меньше или = ( a + 1 ) ^2 меньше или = 8$
откуда
$4\leqslant ( a + 1 ) ^2 \leqslant8 = сильно 2\leqslant|a + 1|\leqslant2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента = сильно \left[ \begin{array}{l} - 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента меньше или = a + 1\leqslant - 2,2 меньше или = a + 1\leqslant2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \end{array} \right. . = сильно \left[ \begin{array}{l} - 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента - 1 меньше или = a\leqslant - 3,1 меньше или = a меньше или = 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента - 1. \end{array} \right.$ $4\leqslant ( a + 1 ) ^2 \leqslant8 = сильно 2\leqslant|a + 1|\leqslant2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента = сильно$
$ = сильно \left[ \begin{array}{l} - 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента меньше или = a + 1\leqslant - 2,2 меньше или = a + 1\leqslant2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \end{array} \right. . = сильно \left[ \begin{array}{l} - 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента - 1 меньше или = a\leqslant - 3,1 меньше или = a меньше или = 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента - 1. \end{array} \right.$
Ответ: $[ - 1 - 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ; - 3 ] \cup [ 1; - 1 + 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ]$
$4x - x ^2 + 7 - 4 $\sqrt{аргумента: 4x - x ^2}$ аргумента =a ^2 + 2a$
и сделаем замены $\sqrt{аргумента: 4x - x ^2} аргумента =t$ и $a ^2 + 2a=b$ Тогда уравнение примет вид
$t ^2 - 4t + 7=b$ (⁎)
Заметим, что $0 меньше или = t= $\sqrt{аргумента: 4x - x ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 4 - 4 + 4x - x ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 4 - ( 2 - x ) ^2}$ аргумента меньше или = 2$ Значит, исходное уравнение имеет хотя бы одно решение, если уравнение (⁎) имеет хотя бы одно решение на отрезке $[ 0;2 ]$
Построим график уравнения (⁎) на отрезке $[ 0;2 ]$ в системе координат tOb (см. рис. выше). Уравнение (⁎) имеет корни на отрезке $[ 0;2 ]$ при $3 меньше или = b\leqslant7$ Таким образом, исходное уравнение имеет хотя бы одно решение при $3 меньше или = a ^2 + 2a\leqslant7$
[рис.]
Решим это двойное неравенство:
$3 меньше или = a ^2 + 2a\leqslant7 = сильно $$\begin{cases} a ^2 + 2a\geqslant3 \\[6pt] a ^2 + 2a\leqslant7 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} a ^2 + 2a - 3\geqslant0 \\[6pt] a ^2 + 2a - 7\leqslant0 \end{cases}$$ . = сильно$
$ = сильно $$\begin{cases} \left[ \begin{array}{l} a\leqslant - 3 \\[6pt] a\geqslant1 \end{cases}$$ . - 1 - 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента меньше или = a меньше или = - 1 + 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \end{array} \right. . = сильно \left[ \begin{array}{l} - 1 - 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента меньше или = a меньше или = - 3,1 меньше или = a меньше или = - 1 + 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента . \end{array} \right.$
Изложим это решение иначе.
Пусть $t= $\sqrt{аргумента: 4x - x ^2}$ аргумента$ (⁎), тогда исходное уравнение можно записать в виде $t ^2 - 4t + 7=a ^2 + 2a$ или
$( t - 2 ) ^2 =a ^2 + 2a - 3$ (⁎⁎).
Оценим левые части уравнений (⁎) и (⁎⁎). [рис.]
В силу цепочки соотношений
$t= $\sqrt{аргумента: 4x - x ^2}$ аргумента = сильно $$\begin{cases} t ^2 =4x - x ^2 \\[6pt] t\geqslant0 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} t ^2 + x ^2 - 4x + 4=4 \\[6pt] t\geqslant0 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} ( x - 2 ) ^2 + t ^2 =2 ^2 \\[6pt] t\geqslant0 \end{cases}$$$ $t= $\sqrt{аргумента: 4x - x ^2}$ аргумента = сильно $$\begin{cases} t ^2 =4x - x ^2 \\[6pt] t\geqslant0 \end{cases}$$ . = сильно$
$ = сильно $$\begin{cases} t ^2 + x ^2 - 4x + 4=4 \\[6pt] t\geqslant0 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} ( x - 2 ) ^2 + t ^2 =2 ^2 \\[6pt] t\geqslant0 \end{cases}$$$
графиком уравнения (⁎) является полуокружность с центром в точке O(2; 0) и радиусом 2. Это уравнение имеет решения тогда и только тогда, когда $0 меньше или = t меньше или = 2$ (см. рис.).
При найденных значениях t справедливы оценки
$ - 2 меньше или = t - 2 \leqslant0 = сильно 0\leqslant ( t - 2 ) ^2 \leqslant4$
Чтобы уравнение (⁎⁎) имело решения, его правая часть должна лежать в тех же границах:
$0 меньше или = a ^2 + 2a - 3 меньше или = 4 = сильно 4 меньше или = ( a + 1 ) ^2 меньше или = 8$
откуда
$4\leqslant ( a + 1 ) ^2 \leqslant8 = сильно 2\leqslant|a + 1|\leqslant2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента = сильно \left[ \begin{array}{l} - 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента меньше или = a + 1\leqslant - 2,2 меньше или = a + 1\leqslant2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \end{array} \right. . = сильно \left[ \begin{array}{l} - 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента - 1 меньше или = a\leqslant - 3,1 меньше или = a меньше или = 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента - 1. \end{array} \right.$ $4\leqslant ( a + 1 ) ^2 \leqslant8 = сильно 2\leqslant|a + 1|\leqslant2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента = сильно$
$ = сильно \left[ \begin{array}{l} - 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента меньше или = a + 1\leqslant - 2,2 меньше или = a + 1\leqslant2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \end{array} \right. . = сильно \left[ \begin{array}{l} - 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента - 1 меньше или = a\leqslant - 3,1 меньше или = a меньше или = 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента - 1. \end{array} \right.$
Ответ: $[ - 1 - 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ; - 3 ] \cup [ 1; - 1 + 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ]$
Правильный ответ:
$левая квадратная скобка минус 1 минус 2 корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента ; минус 3 правая квадратная скобка \cup левая квадратная скобка 1; минус 1 плюс 2 корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента правая квадратная скобка$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 69089 • Задание №15
Решите неравенство: $дробь: числитель: 3, знаменатель: x в квадрате минус 6|x| плюс 9 конец дроби минус дробь:...
ID 67642 • Задание №13
а) Решите уравнение $корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента косинус левая круглая скобка x плюс дробь...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Обоснованно получен правильный ответ | 4
С помощью верного рассуждения получен ответ, но в решении допущена вычислительная ошибка или оно недостаточно обосновано | 3
С помощью верного рассуждения получен ответ, но в ходе решения допущена одна ошибка, отличная от вычислительной | 2
Получены некоторые верные значения параметра, однако решение содержит более одной ошибки | 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 получен ответ, но в решении допущена вычислительная ошибка или оно недостаточно обосновано | 3
С помощью верного рассуждения получен ответ, но в ходе решения допущена одна ошибка, отличная от вычислительной | 2
Получены некоторые верные значения параметра, однако решение содержит более одной ошибки | 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 ...