Тема 18. Задачи с параметром
18.21 Графика. Нахождение касательной к графику
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#2102

Найдите все значения параметра a  , при каждом из которых неравенство

x2 + 2|x − a| − 4x ≤ − a
имеет единственное целочисленное решение. Для найденных значений a  выпишите это решение.
Показать ответ и решение

Перепишем неравенство в виде:

2|x − a| + a ≤ − x2 + 4x

Пусть f (x) = 2|x − a| + a  , g(x ) = − x2 + 4x  – функции. Тогда по условию задачи необходимо, чтобы промежуток, для которого график f  лежит не выше графика g  , содержал ровно одну целую точку.

 

Заметим, что графиком функции f  является уголок, вершина которого скользит по прямой  y = x  . Правая ветвь уголка задается уравнением f1 (x ) = 2(x − a) + a = 2x − a  при x ≥ a  ; левая ветвь — f2(x) = − 2(x − a) + a = − 2x + 3a  при x < a  .
 
PIC

 

1) Найдем значение параметра, при котором правая ветвь уголка касается параболы (т.к. если уголок находится левее этого положения, то неравенство не имеет решений).
g′ = − 2x + 4  . Если f1   касается g  в точке x0   , то g′(x0 )  равно коэффициенту при x  в уравнении f1   , то есть:

− 2x0 + 4 = 2   ⇒    x0 =  1

Т.к. f1   касается g  , то f1(x0) = g(x0)  , откуда находим значение параметра a =  − 1  .

 

Таким образом, при a = − 1  правая ветвь f1   касается параболы:
 
PIC

 

Заметим, что при a =  − 1  существует ровно одно решение для неравенства, и это x =  1  , что является целочисленным значением. Следовательно, a =  − 1  нам подходит.

 

2) Заметим, что при a = 0  вершина уголка находится в точке (0;0)  и уголок имеет две точки пересечения с параболой: x = 0  и x = 2  . Следовательно, решением неравенства является отрезок [0;2]  (т.к. на этом отрезке уголок находится не выше параболы), содержащий три целых точки ( 0,1  и 2  ). А вот при a < 0  (но a ≥ − 1  ) левая ветвь уголка не пересекает параболу, а правая ветвь пересекает параболу в двух точках, причем одна находится между 0  и 1  , а вторая между 1  и  2  . То есть в промежуток, удовлетворяющий неравенству, будет входить ровно одна целая точка x =  1  . Следовательно, все −  1 ≤ a < 0  нам подходят.
 
PIC

 

3) Заметим, что если вершина уголка находится в точке (3; 3)  (то есть a = 3  ), то левая ветвь уголка касается параболы (в этой точке). Действительно, это можно проверить, поступив так же, как мы поступили в первом пункте:  ′
g = − 2x + 4  . Если f2   касается g  в точке x0   , то   ′
g (x0)  равно коэффициенту при x  в уравнении f2   , то есть:

− 2x0 + 4 = − 2   ⇒    x0 = 3

Следовательно, при a = 3  решением неравенства является единственная точка a = 3  , которая является целой, то есть a = 3  нам подходит.

 

Заметим также, что при a >  3  уголок будет находится всегда выше параболы, то есть неравенство не будет иметь решений.

 

4) Рассмотрим ситуацию, когда 0 < a < 3  . При этих a  правая ветвь уголка пересекает параболу в точке x ∈ (2;3)  , а вот левая ветвь пересекает параболу в какой-то точке x ∈ (0;3)  . Следовательно, чтобы неравенство имело единственное целочисленное решение, этим решением должно быть x =  2  и точка x′ , в которой левая ветвь пересекает параболу, должна удовлетворять: 1 < x′ ≤ 2  (оранжевый уголок).
 
PIC

 

Поэтому найдем значение a  , при котором левая ветвь уголка пересекает параболу в точке x =  1  :

                                                  5-
f2(1) = g(1)   ⇒    − 2 + 3a = − 1 + 4   ⇒    a = 3

Теперь найдем значение a  , при котором левая ветвь уголка пересекает параболу в точке x =  2  :

                                                  8
f2(2) = g(2)   ⇒    − 4 + 3a = − 4 + 8   ⇒    a = --
                                                  3

То есть при a =  5
     3   решением неравенства является отрезок [1;2,...]  , содержащий 2 целые точки (x = 1; 2  ); при     8
a = 3   решением неравенства является отрезок [2;2,...]  , содержащий одну целую точку (x = 2  ).

Следовательно, при 52 < a ≤ 83   решением будет отрезок [1,...;2,...]  , который содержит одну целую точку x = 2  . Такие значения a  нам подходят.

 

Таким образом, итоговый ответ:
при −  1 ≤ a < 0  целочисленное решение x = 1  ;
при 53 < a ≤ 83   целочисленное решение x = 2  ;
при a = 3  целочисленное решение x = 3  .

Ответ:

             (    ]
a ∈ [− 1;0) ∪  53; 83 ∪ {3 }

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!