Тема 18. Задачи с параметром
18.11 Функции. Монотонность: f(x) ∨ const и f(f(x)) = x
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#18562

Найдите все значения параметра a,  при которых уравнение

              x+5      2
− log2(−x − 3)+ 2  − a= x + 1+ 6(x+ 1)

имеет ровно одно решение на отрезке [− 4;−3].

Показать ответ и решение

Перенесем все слагаемые в левую часть:

               x+5   2
− log2(− x− 3)+ 2   − x − 1 − 6(x+ 1)− a= 0
  • Рассмотрим функцию f(x)= − log2(− x− 3),  она определена при x ∈(−∞; −3).

    Возьмем ее производную:

     ′         1            1
f (x)=  −(x+-3)ln2-= −(x-+3)ln2

    Очевидно, что при x∈ (− ∞;− 3)  производная положительна, следовательно, функция f  строго монотонно возрастает на всей области определения.

  • Функция g(x)= 2x+5  строго монотонно возрастает на всей числовой прямой.
  • Функция         2
h(x) =− x − 1− 6(x + 1)  — парабола с ветвями вниз, с вершиной в точке     −(−6)
xв = 2⋅(−1) = −3.  Таким образом, на промежуток (−∞; −3)  приходится ее левая монотонно возрастающая ветвь.

Получили, что все три функции строго монотонно возрастают на промежутке (−∞;− 3),  следовательно, и их сумма строго монотонно возрастает на этом промежутке. Из этого сразу следует, что уравнение имеет не более одного корня. Нам нужно найти такие a,  при которых он существует и принадлежит отрезку [−4;−3].

Будем рассматривать строго монотонно возрастающую функцию

s(x)= f(x)+ g(x)+ h(x)− a =

= − log2(−x − 3)+ 2x+5− x2− 1− 6(x + 1)− a

Если в точке − 4  она принимает положительное значение, то во всех точках отрезка [− 4;− 3]  она также будет принимать положительные значения, то есть корней на этом отрезке не будет. Таким образом, значения a,  соответствующие этой ситуации, нам точно не подойдут. Найдем их.

                    s(− 4) >0

− log2(− (− 4) − 3)+ 2(− 4)+5− (−4)2 − 1 − 6(−4 +1)− a >0
                     1
           − log2(1)+ 2 − 16− 1+ 18> a
                     a < 3

При всех остальных a,  то есть a ≥3,  значение функции s  в точке − 4  неположительно. Если в начале отрезка, то есть в точке − 4,  функция неположительна, а в некоторой точке x0  отрезка функция положительна, то где-то на [−4;x0]  она будет равна нулю, то есть будет иметь корень.

xyy−−34= s(x)

Заметим, что при x→  −3  функции g  и h  принимают положительные значения, а функция f  неограниченно возрастает, так как логарифм от близкого к нулю числа стремится к − ∞ и перед логарифмом стоит знак «− ».

Таким образом, какой бы ни была константа a,  функция s  будет принимать положительное значение в некоторой точке отрезка [− 4;−3].

Тогда исходное уравнение имеет ровно одно решение на указанном отрезке при

a∈ [3;+ ∞)
Ответ:

a ∈[3;+ ∞ )

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Обоснованно получен верный ответ

4

Недостаточное обоснованный переход к ответу или ответ отличается от верного невключением a = 3

3

Обоснованный переход к неравенству, но его решение неверное

2

Введены и исследованы функции

1

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

4

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!