Найдите все значения a, при каждом из которых множество значений функции $y = \frac{5a + 50x - 10ax}{25x ^2 + 10ax + a ^2 + 16}$ содержит отрезок [0; 1].
💡 Пошаговый разбор и решение:
Запишем функцию в виде $y = f ( x ) = \frac{5a + 10 ( 5 - a ) x}{( 5x + a ) ^2 + 16}$ Её областью определения является вся числовая прямая, поскольку знаменатель не обращается в ноль. Данная функция непрерывна на всей числовой прямой.
При x стремящемся к $ + бесконечность$ или $ - бесконечность$ значение функции $f ( x ) = \frac{5a + 10 ( 5 - a ) x}{( 5x + a ) ^2 + 16}$ стремится к 0. Учитывая поведение функции на $ + бесконечность$ и $ - бесконечность$ и наличие двух критических точек — точки минимума и точки максимума, следует, что множеством значений функции является отрезок. Тогда, для того чтобы множество значений функции содержало отрезок [0; 1], оно должно содержать точки 0 и 1. Таким образом, условие задачи выполнено для тех и только тех значений a, для которых имеют решения уравнения $f ( x ) = $\frac{5a + 10 ( 5 - a ) x}{( 5x + a ) ^2 + 16}$ = 0$ и $f ( x ) = $\frac{5a + 10 ( 5 - a ) x}{( 5x + a ) ^2 + 16}$ = 1$
Первое уравнение:
$\frac{5a + 10 ( 5 - a ) x}{( 5x + a ) ^2 + 16} = 0 = сильно 10 ( a - 5 ) x = 5a = сильно x = \frac{a}{2 ( a - 5 )}$
Уравнение имеет решение при любом a ≠ 5.
Второе уравнение:
$\frac{5a + 10 ( 5 - a ) x}{( 5x + a ) ^2 + 16} = 1 = сильно 25x ^2 + 10 ( 2a - 5 ) x + a ^2 - 5a + 16 = 0$
Уравнение имеет решение тогда и только тогда, когда его дискриминант неотрицателен:
$D = 100 ( 2a - 5 ) ^2 - 100 ( a ^2 - 5a + 16 ) больше или = 0 = сильно 100 ( 4a ^2 - 20a + 25 - a ^2 + 5a - 16 ) больше или = 0 = сильно$
$ = сильно 300 ( a ^2 - 5a + 3 ) больше или = 0 = сильно ( a - \frac{5 + $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ) ( a - \frac{5 - $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ) больше или = 0$ $D = 100 ( 2a - 5 ) ^2 - 100 ( a ^2 - 5a + 16 ) больше или = 0 = сильно$
$ = сильно 100 ( 4a ^2 - 20a + 25 - a ^2 + 5a - 16 ) больше или = 0 = сильно 300 ( a ^2 - 5a + 3 ) больше или = 0 = сильно$
$ = сильно ( a - \frac{5 + $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ) ( a - \frac{5 - $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ) больше или = 0$ $D = 100 ( 2a - 5 ) ^2 - 100 ( a ^2 - 5a + 16 ) больше или = 0 = сильно$
$ = сильно 100 ( 4a ^2 - 20a + 25 - a ^2 + 5a - 16 ) больше или = 0 = сильно$
$ = сильно 300 ( a ^2 - 5a + 3 ) больше или = 0 = сильно ( a - \frac{5 + $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ) ( a - \frac{5 - $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ) больше или = 0$ $D = 100 ( 2a - 5 ) ^2 - 100 ( a ^2 - 5a + 16 ) больше или = 0 = сильно$
$ = сильно 100 ( 4a ^2 - 20a + 25 - a ^2 + 5a - 16 ) больше или = 0 = сильно$
$ = сильно 300 ( a ^2 - 5a + 3 ) больше или = 0 = сильно$
$ = сильно ( a - \frac{5 + $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ) ( a - \frac{5 - $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ) больше или = 0$
Решением этого неравенства являются множества $( - бесконечность ; \frac{5 - $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ]$ и $[ \frac{5 + $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ; + бесконечность )$ Следовательно, условию задачи удовлетворяют значения $a принадлежит ( - бесконечность ; \frac{5 - $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ] \cup [ \frac{5 + $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ; 5 ) \cup ( 5 ; + бесконечность )$
Ответ: $( - бесконечность ; \frac{5 - $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ] \cup [ \frac{5 + $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ; 5 ) \cup ( 5 ; + бесконечность )$
При x стремящемся к $ + бесконечность$ или $ - бесконечность$ значение функции $f ( x ) = \frac{5a + 10 ( 5 - a ) x}{( 5x + a ) ^2 + 16}$ стремится к 0. Учитывая поведение функции на $ + бесконечность$ и $ - бесконечность$ и наличие двух критических точек — точки минимума и точки максимума, следует, что множеством значений функции является отрезок. Тогда, для того чтобы множество значений функции содержало отрезок [0; 1], оно должно содержать точки 0 и 1. Таким образом, условие задачи выполнено для тех и только тех значений a, для которых имеют решения уравнения $f ( x ) = $\frac{5a + 10 ( 5 - a ) x}{( 5x + a ) ^2 + 16}$ = 0$ и $f ( x ) = $\frac{5a + 10 ( 5 - a ) x}{( 5x + a ) ^2 + 16}$ = 1$
Первое уравнение:
$\frac{5a + 10 ( 5 - a ) x}{( 5x + a ) ^2 + 16} = 0 = сильно 10 ( a - 5 ) x = 5a = сильно x = \frac{a}{2 ( a - 5 )}$
Уравнение имеет решение при любом a ≠ 5.
Второе уравнение:
$\frac{5a + 10 ( 5 - a ) x}{( 5x + a ) ^2 + 16} = 1 = сильно 25x ^2 + 10 ( 2a - 5 ) x + a ^2 - 5a + 16 = 0$
Уравнение имеет решение тогда и только тогда, когда его дискриминант неотрицателен:
$D = 100 ( 2a - 5 ) ^2 - 100 ( a ^2 - 5a + 16 ) больше или = 0 = сильно 100 ( 4a ^2 - 20a + 25 - a ^2 + 5a - 16 ) больше или = 0 = сильно$
$ = сильно 300 ( a ^2 - 5a + 3 ) больше или = 0 = сильно ( a - \frac{5 + $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ) ( a - \frac{5 - $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ) больше или = 0$ $D = 100 ( 2a - 5 ) ^2 - 100 ( a ^2 - 5a + 16 ) больше или = 0 = сильно$
$ = сильно 100 ( 4a ^2 - 20a + 25 - a ^2 + 5a - 16 ) больше или = 0 = сильно 300 ( a ^2 - 5a + 3 ) больше или = 0 = сильно$
$ = сильно ( a - \frac{5 + $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ) ( a - \frac{5 - $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ) больше или = 0$ $D = 100 ( 2a - 5 ) ^2 - 100 ( a ^2 - 5a + 16 ) больше или = 0 = сильно$
$ = сильно 100 ( 4a ^2 - 20a + 25 - a ^2 + 5a - 16 ) больше или = 0 = сильно$
$ = сильно 300 ( a ^2 - 5a + 3 ) больше или = 0 = сильно ( a - \frac{5 + $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ) ( a - \frac{5 - $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ) больше или = 0$ $D = 100 ( 2a - 5 ) ^2 - 100 ( a ^2 - 5a + 16 ) больше или = 0 = сильно$
$ = сильно 100 ( 4a ^2 - 20a + 25 - a ^2 + 5a - 16 ) больше или = 0 = сильно$
$ = сильно 300 ( a ^2 - 5a + 3 ) больше или = 0 = сильно$
$ = сильно ( a - \frac{5 + $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ) ( a - \frac{5 - $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ) больше или = 0$
Решением этого неравенства являются множества $( - бесконечность ; \frac{5 - $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ]$ и $[ \frac{5 + $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ; + бесконечность )$ Следовательно, условию задачи удовлетворяют значения $a принадлежит ( - бесконечность ; \frac{5 - $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ] \cup [ \frac{5 + $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ; 5 ) \cup ( 5 ; + бесконечность )$
Ответ: $( - бесконечность ; \frac{5 - $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ] \cup [ \frac{5 + $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{2} ; 5 ) \cup ( 5 ; + бесконечность )$
Правильный ответ:
$левая круглая скобка минус бесконечность ; дробь: числитель: 5 минус корень из: начало аргумента: 13 конец аргумента , знаменатель: 2 конец дроби правая квадратная скобка \cup левая квадратная скобка дробь: числитель: 5 плюс корень из: начало аргумента: 13 конец аргумента , знаменатель: 2 конец дроби ; 5 правая круглая скобка \cup левая круглая скобка 5 ; плюс бесконечность правая круглая скобка$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 67522 • Задание №13
а) Решите уравнение $косинус в степени 6 x плюс синус в степени 6 x= дробь: числитель: 1, знаменатель: 4 коне...
ID 71376 • Задание №18
Склад, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда АВСDA1B1C1D1 размером k × n × p кубических метров $левая к...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Содержание критерия | Баллы
Обоснованно получен правильный ответ. | 4
С помощью верного рассуждения получено множество значений a, отличающееся от искомого только исключением точек $дробь: числитель: 5 минус корень из: начало аргумента: 13 конец аргумента , знаменатель: 2 конец дроби$ и/или $дробь: числитель: 5 плюс корень из: начало аргумента: 13, знаменатель: конец аргумента конец дроби 2$ | 3
С помощью верного рассуждения получено множество значений a, отличающееся от искомого только включением точки 5.
ИЛИ
Получен неверный ответ из-за вычислительной ошибки, но при этом верно выполнены все шаги решения. | 2
Задача верно сведена к исследованию множества значений функции. | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше. | 0
Максимальный балл | 4
Содержание критерия | Баллы
Обоснованно получен правильный ответ. | 4
С помощью верного рассуждения получено множество значений a, отличающееся от искомого только исключением точек $дробь: числитель: 5 минус корень из: начало аргумента: 13 конец аргумента , знаменатель: 2 конец дроби$ и/или $дробь: числитель: 5 плюс корень из: начало аргумента: 13, знаменатель: конец аргумента конец дроби 2$ | 3
С помощью верного рассуждения получено множество значений a, отличающееся от искомого только включением точки 5.
ИЛИ
Получен неверный ответ из-за вычислительной ошибки, но при этом верно выполнены все шаги решения. | 2
Задача верно сведена к исследованию множества значений функции. | 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 ...