Тема 18. Задачи с параметром
18.03 Задачи формата ЕГЭ
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела задачи с параметром
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#31650

Найдите все значения параметра a,  при каждом из которых уравнение

  2     2              3
2π (x− 1) + 4acos(2πx)− 9a  = 0

имеет единственное решение.

Показать ответ и решение

Сделаем замену x− 1= t.  Тогда имеем:

2πx= 2πt+ 2π, cos(2πt+ 2π)= cos(2πt)

Следовательно, уравнение равносильно

  2 2              3
2π t +4a cos(2πt)− 9a = 0

Так как замена линейная, то исходное уравнение имеет единственное решение тогда и только тогда, когда уравнение с заменой имеет единственное решение.

Функция f(t)= 2π2t2+4a cos(2πt)− 9a3  является четной и уравнение имеет вид f(t)= 0  . Следовательно, если это уравнение имеет решение t0 ≥ 0  , то оно имеет также решение − t0 ≤ 0  . Значит, количество решений уравнения будет четным, если среди решений нет t= 0  , и нечетным, если среди решений уравнения есть t= 0  . Так как нам требуется, чтобы уравнение имело единственное решение, что является нечетным количеством, то t= 0  — решение уравнения.

1.
Найдем, при каких a  число t= 0  является решением уравнения:
                          2
4acos0− 9a3 =0   ⇔   a= 0;±3
2.
Проверим, является ли t= 0  единственным корнем уравнения при найденных a  или уравнение имеет другие корни. Для этого заметим, что если мы определим хотя бы один корень t1 ⁄= 0  , то найденные значения параметра нам не подойдут. Если же мы докажем, что других корней нет, то найденные a  нам подходят.

Итак, при a = 0  уравнение имеет вид

2π2t2 = 0 ⇔   t =0

Следовательно, a= 0  нам подходит.

При     2
a= −3  уравнение имеет вид

2π2t2 = 8cos(2πt)− 8  ⇔   2π2t2 = 8(cos(2πt)− 1)
       3         3             3

Левая часть уравнения   2 2
2π t ≥ 0  , а правая часть уравнения 8
3 (cos(2πt)− 1)≤ 0.  Следовательно, по методу оценки равенство возможно тогда и только тогда, когда обе части равны нулю:

(
|{2π2t2 = 0
               ⇔   t= 0
|(cos(2πt)= 1

Следовательно, a= − 2
     3  нам подходит.

При a= 23  уравнение имеет вид

2π2t2 = 8(1− cos(2πt))
       3

Рассмотрим функции

g1(t)= 2π2t2,  g2(t)= 8(1− cos(2πt))
                   3

Сравним значения функций в точках 1
2  и 1.

Тогда имеем:

  ( )                              (  )
   1    π2   3,22-        1   16      1
g1 2  =  2 <  2  = 5,12< 53 = 3 = g2  2
                  2
          g1(1) = 2π  > 0= g2(1)

Так как функции непрерывны на всей области определения, то существует     (   )
t0 ∈ 12;1 ,  при котором g1(t0) =g2(t0),  то есть t0 ⁄= 0  является корнем уравнения. Следовательно, уравнение имеет как минимум три корня, значит, a= 2
   3  нам не подходит.

Ответ:

   {  2  }
a ∈  −3;0

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!