Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
 № 3539
i

Сколь­ко ре­ше­ний в за­ви­си­мо­сти от па­ра­мет­ра a имеет урав­не­ние |x плюс 2|=ax плюс 1?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Решим за­да­чу двумя спо­со­ба­ми.

Ⅰ  спо­соб. Пе­ре­пи­сав урав­не­ние в виде |x минус 2| минус 1=ax, рас­смот­рим на сов­мест­ном ри­сун­ке гра­фи­ки функ­ций y_1=|x плюс 2| минус 1 и y_2=ax (см. рис.). Пер­вый гра­фик y1 не за­ви­сит от а и имеет вид гра­фи­ка функ­ции f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка =|x| с вер­ши­ной в точке M левая круг­лая скоб­ка минус 2; минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка . Гра­фик функ­ции y=ax  — пря­мая, про­хо­дя­щая через на­ча­ло ко­ор­ди­нат.

Будем из­ме­нять зна­че­ния па­ра­мет­ра a от  минус бес­ко­неч­ность до  плюс бес­ко­неч­ность и опре­де­лять со­от­вет­ству­ю­щее ко­ли­че­ство точек пе­ре­се­че­ния двух гра­фи­ков y=ax и y=|x плюс 2| минус 1. Не­труд­но ви­деть, что име­ют­ся три кри­ти­че­ских зна­че­ния па­ра­мет­ра a= минус 1, a= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби и a=1, при a= \pm 1 гра­фик y=ax па­рал­ле­лен одной из вет­вей гра­фи­ка y_1, а при a= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пря­мая y=ax про­хо­дит через вер­ши­ну гра­фи­ка y_1.

При из­ме­не­нии a от  минус бес­ко­неч­ность до  плюс бес­ко­неч­ность пря­мая y=ax по­во­ра­чи­ва­ет­ся по на­прав­ле­нию про­тив ча­со­вой стрел­ки между со­сто­я­ни­я­ми, близ­ки­ми к вер­ти­каль­ным.

Если a при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность ; минус 1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка , то, как видно из ри­сун­ка, гра­фи­ки пе­ре­се­ка­ют­ся толь­ко в одной точке. При  минус 1 мень­ше a мень­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби гра­фик y_2 пе­ре­се­ка­ет гра­фик y_1 в двух точ­ках (т. е. ис­ход­ное урав­не­ние имеет два ре­ше­ния). При a= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби име­ет­ся толь­ко одна точка пе­ре­се­че­ния двух гра­фи­ков (вер­ши­на M левая круг­лая скоб­ка минус 2; минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка гра­фик y1). Если a при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; 1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка , то гра­фи­ки y1 и y2 не пе­ре­се­ка­ют­ся. И, на­ко­нец, при 1 мень­ше a мень­ше плюс бес­ко­неч­ность оба гра­фи­ка пе­ре­се­ка­ют­ся в одной точке.

 

Ответ: при a при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ;1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка   — нет ре­ше­ний; при a при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность ; минус 1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка \cup левая круг­лая скоб­ка 1; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая фи­гур­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая фи­гур­ная скоб­ка   — 1 ре­ше­ние; при a при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка минус 1; дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка   — 2 ре­ше­ния.

 

Ⅱ  спо­соб. Пе­ре­пи­шем урав­не­ние в виде |x плюс 2|=ax плюс 1, где x=0 не яв­ля­ет­ся кор­нем дан­но­го урав­не­ния, и, таким об­ра­зом, оно рав­но­силь­но урав­не­нию

 дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: x конец дроби |x плюс 2| минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: x конец дроби =a,

а это урав­не­ние имеет столь­ко же ре­ше­ний, сколь­ко и урав­не­ние

t\left |2 плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: t конец дроби | минус t=a.

По­стро­им гра­фик функ­ции (см. рис.)

f левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка =t \left | 2 плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: t конец дроби | минус t,

ко­то­рую можно за­пи­сать иначе:

f левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка = си­сте­ма вы­ра­же­ний t плюс 1, если t мень­ше минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , минус 3t минус 1, если минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби мень­ше или равно t мень­ше 0, t плюс 1, если t боль­ше 0. конец си­сте­мы .

Рас­смот­рим, какие зна­че­ния и сколь­ко раз при­ни­ма­ет дан­ная функ­ция. Из гра­фи­ка хо­ро­шо видно, что каж­дое зна­че­ние из ин­тер­ва­ла  левая круг­лая скоб­ка 1; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка она при­ни­ма­ет один раз, а зна­че­ния из про­ме­жут­ка  левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; 1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка не при­ни­ма­ет во­об­ще. Зна­че­ние  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби функ­ция при­ни­ма­ет один раз, каж­дое зна­че­ние из ин­тер­ва­ла  левая круг­лая скоб­ка минус 1; дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка   — два раза, а зна­че­ние из про­ме­жут­ка  левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность ; 1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка   — один раз. Таким об­ра­зом, ис­ход­ное урав­не­ние при  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби мень­ше a мень­ше или равно 1 не имеет ре­ше­ний, при a мень­ше или равно минус 1,a= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби и a боль­ше 1 имеет одно ре­ше­ние, а при  минус 1 мень­ше a мень­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби два ре­ше­ния.

 

Ⅲ  спо­соб. Урав­не­ние |x плюс 2|=ax плюс 1 рас­па­да­ет­ся на две си­сте­мы:

 со­во­куп­ность вы­ра­же­ний си­сте­ма вы­ра­же­ний x плюс 2=ax плюс 1,x боль­ше или равно минус 2, конец си­сте­мы . си­сте­ма вы­ра­же­ний x плюс 2= минус ax минус 1,x мень­ше минус 2 конец си­сте­мы . конец со­во­куп­но­сти . рав­но­силь­но со­во­куп­ность вы­ра­же­ний си­сте­ма вы­ра­же­ний x левая круг­лая скоб­ка 1 минус a пра­вая круг­лая скоб­ка = минус 1,x боль­ше или равно минус 2, конец си­сте­мы . \qquad левая круг­лая скоб­ка 1 пра­вая круг­лая скоб­ка си­сте­ма вы­ра­же­ний x левая круг­лая скоб­ка 1 плюс a пра­вая круг­лая скоб­ка = минус 3,x мень­ше минус 2. конец си­сте­мы . \qquad левая круг­лая скоб­ка 2 пра­вая круг­лая скоб­ка конец со­во­куп­но­сти .

Пер­вая си­сте­ма при a=1 ре­ше­ний не имеет, а при a не равно 1 при­мет вид x= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: a минус 1 конец дроби , и долж­но вы­пол­нять­ся усло­вие

 дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: a минус 1 конец дроби боль­ше или равно минус 2 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: 1 минус 2 плюс 2a, зна­ме­на­тель: a минус 1 конец дроби боль­ше или равно 0 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: 2a минус 1, зна­ме­на­тель: a минус 1 конец дроби боль­ше или равно 0,

т. е. a мень­ше или равно дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби или a боль­ше 1. Таким об­ра­зом, пер­вая си­сте­ма имеет одно ре­ше­ние при a при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность ; дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая квад­рат­ная скоб­ка \cup левая круг­лая скоб­ка 1; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка и не имеет ре­ше­ний при a при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; 1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка . Вто­рая си­сте­ма при a не равно минус 1 может иметь одно ре­ше­ние x= минус дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 1 плюс a конец дроби , если оно удо­вле­тво­ря­ет не­ра­вен­ству

 минус дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 1 плюс a конец дроби мень­ше минус 2 рав­но­силь­но 2 минус дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: a плюс 1 конец дроби мень­ше 0 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: 2a минус 1, зна­ме­на­тель: a плюс 1 конец дроби мень­ше 0 рав­но­силь­но минус 1 мень­ше a мень­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Сле­до­ва­тель­но, вто­рая си­сте­ма при a при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка минус 1; дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка имеет одно ре­ше­ние, а при a при­над­ле­жит левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность ; минус 1 пра­вая квад­рат­ная скоб­ка \cup левая квад­рат­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка ре­ше­ний не имеет. Таким об­ра­зом, по­лу­ча­ем ре­зуль­та­ты, ко­то­рые по­ка­за­ны на ри­сун­ке, «за­кра­шен­ная» часть кру­жоч­ка от­ве­ча­ет слу­чаю су­ще­ство­ва­ния ре­ше­ния со­от­вет­ству­ю­щей си­сте­мы,  — при вы­де­лен­ном зна­че­нии па­ра­мет­ра.

За­ме­тим, что в силу не­сов­ме­сти­мо­сти не­ра­венств x боль­ше или равно минус 2 и x мень­ше минус 2 си­сте­мы имеют раз­ные ре­ше­ния. Мы по­лу­ча­ем, таким об­ра­зом, сле­ду­ю­щие ре­зуль­та­ты для ко­ли­че­ства ре­ше­ний ис­ход­но­го урав­не­ния при каж­дом зна­че­нии па­ра­мет­ра a (ри­су­нок на­гляд­но это по­ка­зы­ва­ет):  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби мень­ше a мень­ше или равно 1  — нет ре­ше­ний, a мень­ше или равно минус 1, a= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби и a боль­ше 1  — одно ре­ше­ние,  минус 1 мень­ше a мень­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби   — два ре­ше­ния.

 

 

За­ме­ча­ние. Уча­щий­ся не обя­зан рас­смат­ри­вать из­ме­не­ние зна­че­ний па­ра­мет­ра в опре­де­лен­ном по­ряд­ке, по­доб­но тому, как мы де­ла­ли при ре­ше­нии этой за­да­чи пер­вы­ми двумя спо­со­ба­ми. На­при­мер, при ре­ше­нии ана­ло­гич­ной за­да­чи ва­ри­ан­та Ⅱ мы на­ме­рен­но не при­дер­жи­ва­ем­ся есте­ствен­но­го упо­ря­до­че­ния. Вме­сте с тем убеж­де­ны, что упо­ря­до­че­ние пе­ре­бо­ра (там, где это воз­мож­но) зна­че­ний пе­ре­мен­ной, па­ра­мет­ра  — весь­ма по­лез­ный и в опре­де­лен­ном смыс­ле не­об­хо­ди­мый прием ра­ци­о­на­ли­за­ции ре­ше­ния за­да­чи и стра­хо­ва­ния от не­ко­то­рых типов оши­бок.

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: 3545

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