
Дана функция
а) Решите неравенство
б) Решите уравнение
в) При каких значениях a уравнение имеет ровно два различных корня?
г) Пусть где
и
— число различных корней уравнения
Постройте график функции n.
Решение. Преобразуем задающее функцию выражение. Функция определена при положительных значениях переменной, для них, используя свойства логарифма, получаем:
поэтому
а) Положим тогда неравенство примет вид
Решая его методом интервалов, находим:
или
Возвращаясь к исходной переменной, получаем:
б) Поскольку а
имеем:
Пусть тогда из уравнения
получаем:
Таким образом, откуда
или
откуда
или
откуда
в) После замены которая не меняет количества корней, поскольку каждому t соответствует ровно одно значение x, получаем уравнение
или после раскрытия скобок
Если кубическое уравнение имеет ровно два корня, то один из них — корень кратности 2, поэтому является и корнем производной, откуда
то есть
или
Подставляя найденные корни производной в исходное уравнение находим, при каких a найденные числа будут корнями:
Отметим также, что вторая производная равна и обращается в нуль только при
а значит, найденные корни имеют кратность 2, но не имеют кратности 3.
г) Положим тогда
а потому уравнение
имеет вид
При (то есть
) любое t будет решением. При прочих a можно поделить на a, получим
Найдем дискриминант полученного квадратного уравнения:
При дискриминант положителен, а у уравнения два корня, при
имеется один корень, при
корней нет.
Возвращаясь к b, получаем, что уравнение имеет два корня при то есть при
имеет одно решение при не имеет решений при
и при
Учитывая ограничение
из условия, строим график функции
Ответ:
PDF-версии: