Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
 № 3437
i

При каких зна­че­ни­ях па­ра­мет­ра b урав­не­ние x в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка 4b минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка |x| плюс 3b в квад­ра­те минус 2b=0 имеет два раз­лич­ных ре­ше­ния?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

За­да­чу можно ре­шить двумя спо­со­ба­ми.

Ⅰ спо­соб. Для на­ча­ла обо­зна­чим ис­ход­ное урав­не­ние (А). После рас­смот­рим квад­рат­ное урав­не­ние

t в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка 4b минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка t плюс 3b в квад­ра­те минус 2b=0, \qquad левая круг­лая скоб­ка Б пра­вая круг­лая скоб­ка

тогда

 дробь: чис­ли­тель: D, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = левая круг­лая скоб­ка 2b минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те минус 3b в квад­ра­те плюс 2b=b в квад­ра­те минус 2b плюс 1= левая круг­лая скоб­ка b минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те ,

где t_1= левая круг­лая скоб­ка 2b минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка минус левая круг­лая скоб­ка b минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =b и t_2= левая круг­лая скоб­ка 2b минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс левая круг­лая скоб­ка b минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка =3b минус 2. Оче­вид­но, что, если t  — по­ло­жи­тель­ный ко­рень урав­не­ния (Б), то x  =  t и x= минус t два раз­лич­ных корня урав­не­ния (А). Таким об­ра­зом, надо рас­смот­реть со­во­куп­ность урав­не­ний  со­во­куп­ность вы­ра­же­ний |x|=b,|x|=3b минус 2, конец со­во­куп­но­сти . рав­но­силь­ную урав­не­нию (А). Эта со­во­куп­ность имеет ровно два ре­ше­ния в трех слу­ча­ях.

1 пра­вая круг­лая скоб­ка си­сте­ма вы­ра­же­ний b=3b минус 2,b боль­ше 0 конец си­сте­мы . рав­но­силь­но b=1.

В этом слу­чае урав­не­ние (А) имеет ровно два корня:  x = 1 и x = минус 1.

2 пра­вая круг­лая скоб­ка си­сте­ма вы­ра­же­ний b боль­ше 0,3b минус 2 мень­ше 0 конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний b боль­ше 0,b мень­ше дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби конец си­сте­мы . рав­но­силь­но 0 мень­ше b мень­ше дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

В этом слу­чае урав­не­ние (А) имеет ровно два корня:  x = b и x = минус b.

3 пра­вая круг­лая скоб­ка си­сте­ма вы­ра­же­ний b мень­ше 0,3b минус 2 боль­ше 0. конец си­сте­мы .

Эта си­сте­ма не­сов­мест­на.

 

Ответ:  левая круг­лая скоб­ка 0; дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая фи­гур­ная скоб­ка 1 пра­вая фи­гур­ная скоб­ка .

 

Ⅱ спо­соб. Най­дем зна­че­ния па­ра­мет­ра b, для ко­то­рых урав­не­ние (Б) имеет один по­ло­жи­тель­ный и один от­ри­ца­тель­ный ко­рень. Из того, что корни раз­но­го знака, сле­ду­ет, по тео­ре­ме Виета, что сво­бод­ный член от­ри­ца­те­лен, т. е. спра­вед­ли­ва си­сте­ма  си­сте­ма вы­ра­же­ний D боль­ше 0,3b в квад­ра­те минус 2b мень­ше 0. конец си­сте­мы . При­ве­ден­ная си­сте­ма яв­ля­ет­ся до­ста­точ­ным усло­ви­ем для того, чтобы урав­не­ние (Б) имело по­ло­жи­тель­ный и от­ри­ца­тель­ный корни. Этот вывод легко под­твер­дить гео­мет­ри­че­ски­ми со­об­ра­же­ни­я­ми. В самом деле, усло­вие D боль­ше 0 озна­ча­ет, что урав­не­ние (Б) имеет два раз­лич­ных корня, а усло­вие 3b в квад­ра­те минус 2b мень­ше 0  — что зна­че­ние квад­рат­но­го трех­чле­на, сто­я­ще­го в левой части урав­не­ния (Б), от­ри­ца­тель­но при t  =  0. Из того, что ветви со­от­вет­ству­ю­щей па­ра­бо­лы на­прав­ле­ны вверх, сле­ду­ет: дан­ный квад­рат­ный трех­член имеет корни раз­но­го знака.

Нужно, прав­да, от­ме­тить, что при таком под­хо­де есть опас­ность за­быть о дру­гом слу­чае, о том, что урав­не­ние (Б) может иметь два сов­па­да­ю­щих по­ло­жи­тель­ных корня. Это имеет место тогда и толь­ко тогда, когда спра­вед­ли­ва си­сте­ма  си­сте­ма вы­ра­же­ний D=0,4b минус 2=0. конец си­сте­мы . За­ме­тим, что если бы в дан­ной си­сте­ме вме­сто вто­ро­го не­ра­вен­ства фи­гу­ри­ро­ва­ло усло­вие 3b в квад­ра­те минус 2b боль­ше 0, то тем самым по­ло­жи­тель­ные корни уже не были бы га­ран­ти­ро­ва­ны.

Решим со­во­куп­ность обеих рас­смот­рен­ных выше си­стем. По­сколь­ку D = левая круг­лая скоб­ка b минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те , первую си­сте­му пе­ре­пи­шем так:

 си­сте­ма вы­ра­же­ний левая круг­лая скоб­ка b минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те боль­ше 0,3b в квад­ра­те минус 2b мень­ше 0 конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний b не равно 1,0 мень­ше b мень­ше дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби конец си­сте­мы . рав­но­силь­но 0 мень­ше b мень­ше дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

Те­перь пе­рей­дем ко вто­рой си­сте­ме

 си­сте­ма вы­ра­же­ний левая круг­лая скоб­ка b минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те =0,2b минус 1 боль­ше 0 конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний b = 1,b боль­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец си­сте­мы . рав­но­силь­но b=1.

Со­во­куп­ность ре­ше­ний обеих си­стем дает ответ.

 

За­ме­ча­ние.

Раз­би­рая с уча­щи­ми­ся этот при­мер на уроке, по­лез­но об­ра­тить­ся к более общей за­да­че: для каж­до­го зна­че­ния b ре­шить урав­не­ние x в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка 4b минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка |x| плюс 3b в квад­ра­те минус 2b=0. После вы­пол­не­ния пре­об­ра­зо­ва­ний, ана­ло­гич­ных при­ве­ден­ным в 1 спо­со­бе, по­лу­чим со­во­куп­ность урав­не­ний  со­во­куп­ность вы­ра­же­ний |x|=b,|x|=3b минус 2. конец со­во­куп­но­сти . По­сле­до­ва­тель­ное рас­смот­ре­ние этой со­во­куп­но­сти при­во­дит к сле­ду­ю­щим ре­зуль­та­там. При вы­пол­не­нии усло­вий b мень­ше 0 и 3b минус 2 мень­ше 0, т. е. при b мень­ше 0, ре­ше­ний нет; при b  =  0 по­лу­ча­ем един­ствен­ный ко­рень x  =  0; при 0 мень­ше b мень­ше дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби или при b  =  1 имеем два корня x_1= минус b и x_2=b; при b= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби по­лу­ча­ют­ся три корня x_1= минус дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , x_2= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , и x_3=0; при  дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби мень­ше b мень­ше 1 или при b боль­ше 1  — че­ты­ре корня x_1= минус b, x_2=b, x_3=3b минус 2, и x_4= минус 3b плюс 2.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

За за­да­ние (или за каж­дый из че­ты­рех пунк­тов сю­же­та из че­ты­рех за­да­ний)

вы­став­ля­ет­ся одна из сле­ду­ю­щих оце­нок:

+ (3 балла),    ± (2 балла),    ∓ (1 балл),    − (0 бал­лов)

При этом не­об­хо­ди­мо ру­ко­вод­ство­вать­ся сле­ду­ю­щим.

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нийБаллы
Вер­ное и пол­ное вы­пол­не­ние за­да­ния3
Ход ре­ше­ния вер­ный, ре­ше­ние до­ве­де­но до от­ве­та, но до­пу­щен один не­до­чет2
Ход ре­ше­ния вер­ный, ре­ше­ние до­ве­де­но до от­ве­та, но до­пу­ще­но два не­до­че­та или одна гру­бая ошиб­ка1
Осталь­ные слу­чаи0

К не­до­че­там от­но­сят­ся, на­при­мер: опис­ки, не­точ­но­сти в ис­поль­зо­ва­нии ма­те­ма­ти­че­ской сим­во­ли­ки; по­греш­но­сти на ри­сун­ках, не­до­ста­точ­но пол­ные обос­но­ва­ния; не­точ­но­сти в ло­ги­ке рас­суж­де­ний при срав­не­нии чисел, до­ка­за­тель­стве тож­деств или не­ра­венств; вы­чис­ли­тель­ные ошиб­ки, не по­вли­яв­шие прин­ци­пи­аль­но на ход ре­ше­ния и не упро­стив­шие за­да­чу, если за­да­ча не яв­ля­лась вы­чис­ли­тель­ной; за­ме­на стро­го знака не­ра­вен­ства не­стро­гим или на­о­бо­рот; не­вер­ное при­со­еди­не­ние либо ис­клю­че­ние гра­нич­ной точки из про­ме­жут­ка мо­но­тон­но­сти и ана­ло­гич­ные.

Гру­бы­ми ошиб­ка­ми яв­ля­ют­ся, на­при­мер: по­те­ря или при­об­ре­те­ние по­сто­рон­не­го корня; не­вер­ный отбор ре­ше­ния на про­ме­жут­ке при пра­виль­ном ре­ше­нии в общем виде; вы­чис­ли­тель­ная ошиб­ка в за­да­че на вы­чис­ле­ние; не­вер­ное из­ме­не­ние знака не­ра­вен­ства при умно­же­нии на от­ри­ца­тель­ное число, ло­га­риф­ми­ро­ва­нии или по­тен­ци­ро­ва­нии и т. п.


Задание парного варианта: 3431

? Источник: Вы­пуск­ной эк­за­мен по ма­те­ма­ти­ке. Ба­зо­вые клас­сы, РФ, 1994 год, ра­бо­та 1, ва­ри­ант 2
? Классификатор: Урав­не­ния с па­ра­мет­ром
?
Сложность: 6 из 10