Найдите все значения параметра a, при каждом из которых неравенство
$\frac{a x - a ( 1 - a )}{a ^2 - a x - 1} больше 0$
будет выполнено для любых x, не превосходящих по модулю 1.
$\frac{a x - a ( 1 - a )}{a ^2 - a x - 1} больше 0$
будет выполнено для любых x, не превосходящих по модулю 1.
💡 Пошаговый разбор и решение:
Решим задачу методом областей. Построим в системе координат aOx множество точек, для которых дробь, стоящая в левой части неравенства, обращается в нуль или не определена. Полученные линии разделят координатную плоскость на области постоянного знака дроби. Взяв пробные точки, выявим те области, в которых дробь положительна.
[рис.]
Рассмотрим числитель:
$a x - a ( 1 - a ) =0 = сильно a ( x - 1 + a ) =0 = сильно \left[ \begin{array}{l} a=0,x=1 - a \end{array} \right.$
Графиком уравнения $a=0$ является вертикальная ось. Графиком уравнения $x=1 - a$ прямая, проходящая через точки $( 1; 0 )$ и $( 0; 1 )$
Рассмотрим знаменатель:
$a ^2 - a x - 1=0 = сильно ax=a ^2 - 1$
При $a=0$ полученное уравнение не имеет решений, при $a не = 0$ оно = сильно уравнению
$x=a - \frac{1}{a}$
Функция $x ( a ) =a - \frac{1}{a}$ нечётная, ее производная $x' ( a ) = 1 + \frac{1}{} a ^2$ положительна при всех $a не = 0$ а потому функция возрастает на $( - бесконечность ; 0 )$ и на $( 0; + бесконечность )$ График имеет асимптоты $a=0$ и $x=a$
Линии $a=0$ $x=1 - a$ и $x=a - \frac{1}{a}$ (выделены оранжевым пунктиром) разбивают плоскость на восемь областей, в каждой из которых знак левой части исходного неравенства остается неизменным. Подставляя координаты какой-либо точки из каждой области, проверяем выполнение исходного неравенства. Области, в которых неравенство выполняется, выделены на рисунке светло-зеленым цветом.
Отметим на графике прямые $x=1$ и $x= - 1$ (выделены синим). Значения x, которые не превосходят по модулю 1, находятся внутри полосы, ограниченной этими прямыми, включая сами прямые. Тогда исходное неравенство выполняется для любых x, не превосходящих по модулю 1, при $a меньше a_1$ и $a больше a_2$ где a1 — меньший корень уравнения $ - 1=a - \frac{1}{a}$ а a2 — корень уравнения $ - 1=1 - a$ Ясно, что $a_2=2$ Найдём a1:
$ - 1=a - $\frac{1}{a}$ = сильно a ^2 + a - 1=0 = сильно a= \frac{ - 1 \pm $\sqrt{5}$}{2}$
Значит, $a_1= \frac{ - 1 - $\sqrt{5}$}{2}$
Таким образом, исходное неравенство выполняется для любых x, не превосходящих по модулю 1, при $a меньше \frac{ - 1 - $\sqrt{5}$}{2}$ и $a больше 2$
Ответ: $( - бесконечность ; \frac{ - 1 - $\sqrt{5}$}{2} ) \cup ( 2; + бесконечность )$
[рис.]
Рассмотрим числитель:
$a x - a ( 1 - a ) =0 = сильно a ( x - 1 + a ) =0 = сильно \left[ \begin{array}{l} a=0,x=1 - a \end{array} \right.$
Графиком уравнения $a=0$ является вертикальная ось. Графиком уравнения $x=1 - a$ прямая, проходящая через точки $( 1; 0 )$ и $( 0; 1 )$
Рассмотрим знаменатель:
$a ^2 - a x - 1=0 = сильно ax=a ^2 - 1$
При $a=0$ полученное уравнение не имеет решений, при $a не = 0$ оно = сильно уравнению
$x=a - \frac{1}{a}$
Функция $x ( a ) =a - \frac{1}{a}$ нечётная, ее производная $x' ( a ) = 1 + \frac{1}{} a ^2$ положительна при всех $a не = 0$ а потому функция возрастает на $( - бесконечность ; 0 )$ и на $( 0; + бесконечность )$ График имеет асимптоты $a=0$ и $x=a$
Линии $a=0$ $x=1 - a$ и $x=a - \frac{1}{a}$ (выделены оранжевым пунктиром) разбивают плоскость на восемь областей, в каждой из которых знак левой части исходного неравенства остается неизменным. Подставляя координаты какой-либо точки из каждой области, проверяем выполнение исходного неравенства. Области, в которых неравенство выполняется, выделены на рисунке светло-зеленым цветом.
Отметим на графике прямые $x=1$ и $x= - 1$ (выделены синим). Значения x, которые не превосходят по модулю 1, находятся внутри полосы, ограниченной этими прямыми, включая сами прямые. Тогда исходное неравенство выполняется для любых x, не превосходящих по модулю 1, при $a меньше a_1$ и $a больше a_2$ где a1 — меньший корень уравнения $ - 1=a - \frac{1}{a}$ а a2 — корень уравнения $ - 1=1 - a$ Ясно, что $a_2=2$ Найдём a1:
$ - 1=a - $\frac{1}{a}$ = сильно a ^2 + a - 1=0 = сильно a= \frac{ - 1 \pm $\sqrt{5}$}{2}$
Значит, $a_1= \frac{ - 1 - $\sqrt{5}$}{2}$
Таким образом, исходное неравенство выполняется для любых x, не превосходящих по модулю 1, при $a меньше \frac{ - 1 - $\sqrt{5}$}{2}$ и $a больше 2$
Ответ: $( - бесконечность ; \frac{ - 1 - $\sqrt{5}$}{2} ) \cup ( 2; + бесконечность )$
Правильный ответ:
$левая круглая скобка минус бесконечность ; дробь: числитель: минус 1 минус корень из 5 , знаменатель: 2 конец дроби правая круглая скобка \cup левая круглая скобка 2; плюс бесконечность правая круглая скобка$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 69696 • Задание №16
Алексей приобрёл ценную бумагу за 8 тыс. рублей. Цена бумаги каждый год возрастает на 1 тыс. рублей. В любой м...
ID 67127 • Задание №12
Найдите наименьшее значение функции $y= левая круглая скобка x плюс 3 правая круглая скобка в квадрате левая к...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Обоснованно получен верный ответ | 4
С помощью верного рассуждения получены верные значения параметра, но допущен недочет | 3
С помощью верного рассуждения получен неверный ответ из-за вычислительной ошибки, при этом верно выполнены все шаги решения,
ИЛИ
в решении верно найдены все граничные точки множества значений параметра, но неверно определены промежутки значений
| 2
В случае аналитического решения: задача верно сведена к набору решенных уравнений и неравенств с учетом требуемых ограничений,
ИЛИ
в случае графического решения: задача верно сведена к исследованию взаимного расположения линий (изображены необходимые фигуры, учтены ограничения, указана связь исходной задачи с построенными фигурами) | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше | 0
Максимальный балл | 4
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Обоснованно получен верный ответ | 4
С помощью верного рассуждения получены верные значения параметра, но допущен недочет | 3
С помощью верного рассуждения получен неверный ответ из-за вычислительной ошибки, при этом верно выполнены все шаги решения,
ИЛИ
в решении верно найдены все граничные точки множества значений параметра, но неверно определены промежутки значений
| 2
В случае аналитического решения: задача верно сведена к набору решенных уравнений и неравенств с учетом требуемых ограничений,
ИЛИ
в случае графического решения: задача верно сведена к исследованию взаимного расположения линий (изображены необходимые фигуры, учтены ограничения, указана связь исходной задачи с построенными фигурами) | 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 ...