Дана функция
а) Пусть a = 1. Решите уравнение
б) Найдите все такие a, при которых
в) Найдите все такие a, для которых при всех
г) Найдите все такие a, при которых график функции f имеет центр симметрии.
а) Запишем уравнение в виде и преобразуем его:
Можно выписать все корни на интервале (поскольку с периодичностью
повторяются корни всех трех уравнений), чтобы потом не выписать один и тот же корень дважды. Получим 0;
0;
После удаления повторов получим
0;
Окончательно,
и
где
б) После подстановки получим
Обозначим тогда
где Тогда
где
в) Будем действовать аналогично. Решим неравенство т. е.
Обозначим
тогда
Отсюда Поскольку
то вместе с каждым подходящим a подходит и
поэтому можно исследовать только
Кроме того, при
получим
поэтому
не подходит.
При получим
и
при всех
Поэтому неравенство выполнено.
При получим
поэтому точка
в которой нарушается неравенство, тоже попадет среди чисел вида ax при
Такие a не подходят.
При длина промежутка
составит
Но как следует из промежуточных результатов предыдущего пункта, это неравенство верно на промежутках или
Поэтому все точки большего по длине промежутка не могут подходить в неравенство.
г) Сразу отметим, что при
график — горизонтальная прямая. Она имеет центр симметрии. В остальных случаях снова сделаем замену
Обозначим тогда получим выражение
представляющее собой квадратный трехчлен. Поэтому множество его значений при
устроено так — наибольшее значение он имеет при
и оно равно
а наименьшее — на одном из концов отрезка и оно равно поэтому наименьшее значение это −2.
При центральной симметрии относительно какой-либо точки координата по оси y тем меньше, чем больше она была раньше. Поэтому точки с минимальной координатой по y должны переходить в точки с максимальной и наоборот, а y — координата центра симметрии должна быть равна
Далее, график получается из графика сжатием вдоль оси абсцисс в a раз. Это сжатие не влияет на наличие или отсутствие центра симметрии. Поэтому либо при всех
есть центр симметрии, либо его нет. Будем теперь считать, что
Рассмотрим теперь точки В них обеих функция принимает наибольшее значение, а расстояние между ними составляет
После центральной симметрии они должны превратиться в две точки, где функция принимает наименьшее значение, отстоящие друг от друга на такое же расстояние. Но точки,
Противоречие.
Ответ: где
Задание парного варианта: 2015

