Тема 18. Задачи с параметром
18.02 Задачи из сборника И.В. Ященко ЕГЭ
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#45245

Найдите, при каких неотрицательных значениях параметра a  функция

f(x)= 3ax4− 8x3+3x2 − 7

на отрезке [−1;1]  имеет ровно одну точку минимума.

Показать ответ и решение

По условию a ≥ 0.  Функция y = f(x)  определена при всех x ∈ℝ.  Найдем производную функции y =f (x):

 ′          2
f (x)= 6x(2ax − 4x+ 1)

Нули производной:

⌊
⌈ x= 0
  2ax2− 4x + 1= 0

В зависимости от того, равен или не равен параметр a  нулю, второе уравнение совокупности является линейным или квадратичным. Поэтому рассмотрим эти два случая.

1)
a= 0.  Тогда совокупность примет вид
⌊
 x = 0
|⌈
 x = 1
     4

Производная имеет вид  ′
f (x)= 6x(− 4x + 1).

Нули производной и точки, в которых она не существует, разбивают область определения производной на промежутки, на каждом из которых она непрерывна и принимает значения одного знака. Найдем знаки производной на каждом из таких промежутков:

PICT

Следовательно, функция имеет ровно одну точку минимума — это xmin = 0,  которая лежит на отрезке [−1;1].  Значит, этот случай нам подходит и a = 0  — первая часть ответа.

2)
a⁄= 0.  Тогда второе уравнение совокупности квадратное. Его дискриминант равен D = 4(4− 2a).  Следовательно, нужно по отдельности рассмотреть случаи, когда дискриминант меньше нуля, равен нулю или больше нуля.
2.1)
D <0   ⇔   a> 2.  Тогда производная имеет один нуль — это x= 0,  а выражение 2ax2− 4x + 1> 0  при всех x.  Следовательно, знаки производной такие:

PICT

Следовательно, функция имеет ровно одну точку минимума — это xmin = 0,  которая лежит на отрезке [−1;1].  Значит, этот случай нам подходит и a > 2  — вторая часть ответа.

2.2)
D =0   ⇔   a= 2.  Тогда нуль второго уравнения совокупности — это x= 1.
   2  Следовательно, производная имеет вид f′(x)= 6x(2x− 1)2.  Знаки производной такие:

PICT

Следовательно, функция имеет ровно одну точку минимума — это xmin = 0,  которая лежит на отрезке [−1;1].  Значит, этот случай нам подходит и a = 2  — третья часть ответа.

2.3)
D >0   ⇔   a< 2,  но также a> 0.  Тогда второе уравнение совокупности имеет два нуля: x1 <x2.  Заметим, что по теореме Виета из произведение Π = 21a > 0,  сумма ∑  = 2a > 0,  следовательно, 0< x1 < x2.  Тогда производная имеет вид f ′(x)= 6x⋅2a(x − x1)(x− x2)  и знаки производной такие:

PICT

Следовательно, функция y = f(x)  имеет две точки минимума — это x= 0  и x =x2.  Так как 0∈ [−1;1],  то x2 ∕∈ [− 1;1].  Следовательно, необходимо, чтобы x2 > 1.

Рассмотрим параболу y = 2ax2− 4x+ 1.  Она имеет направленные вверх ветви и две точки пересечения с осью абсцисс. Чтобы больший корень уравнения 2ax2− 4x+ 1 =0  был больше 1, достаточно, чтобы хотя бы один корень был больше 1. Это задается следующими условиями (сразу укажем в них, что 0< a < 2  ):

(                           (
|| 0< a < 2                  ||0 < a< 2
||||| ⌊                         |||||⌊
{ |y((1)< 0                  {| 2(a− 4+ 1< 0                   3
||| ||||{ x(верш) = 1 > 1     ⇔   |||||| |{0 < a< 1          ⇔   0< a < 2
|||| ⌈|         a              ||||⌈ |
(  ( y(1)≥ 0                (  (2a − 4 +1 ≥ 0

Следовательно, 0 < a < 3
       2  — четвертая часть ответа.

Объединяя все подходящие значения параметра, получаем итоговый ответ:

a∈ [0;1,5)∪[2;+ ∞).
Ответ:

a ∈[0;1,5)∪ [2;+∞ )

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!