Задание 18 ЕГЭ, математика (профиль): Уравнения с параметром

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 18Уравнения с параметромВведение замены

Найдите все значения параметра a, при каждом из которых уравнение

 левая круглая скобка x минус a правая круглая скобка в квадрате умножить на левая круглая скобка a левая круглая скобка x минус a правая круглая скобка в квадрате минус a минус 1 правая круглая скобка = минус 1

имеет больше положительных корней, чем отрицательных.

В подтеме 48 задач
Разбор
Главная идея: Замена t=(x−a)2≥0t=(x-a)^2\ge0 превращает уравнение в квадратное относительно tt, которое раскладывается на множители, после чего анализируется знак корней исходного уравнения в зависимости от параметра.
  1. Введём замену t=(x−a)2≥0t=(x-a)^2\ge 0. Тогда уравнение t(at−a−1)=−1t\big(a t-a-1\big)=-1 равносильно at2−(a+1)t+1=0at^2-(a+1)t+1=0.

  2. Разбираем a=0a=0: получаем −t+1=0⇒t=1-t+1=0\Rightarrow t=1, то есть (x)2=1⇒x=±1(x)^2=1\Rightarrow x=\pm1 — по одному положительному и отрицательному корню, условие «больше положительных» не выполняется.

  3. При a≠0a\ne0 делим на aa: t2−(1+1a)t+1a=0t^2-\left(1+\dfrac1a\right)t+\dfrac1a=0. Это уравнение разлагается как (t−1)(t−1a)=0(t-1)\left(t-\dfrac1a\right)=0, значит t=1t=1 или t=1at=\dfrac1a.

  4. Возвращаясь к xx: (x−a)2=1(x-a)^2=1 или (x−a)2=1a(x-a)^2=\dfrac1a.

  5. Если a<0a<0, то 1a<0\dfrac1a<0, второе уравнение не имеет решений (т.к. t≥0t\ge0). Первое даёт x=a±1x=a\pm1; при a<0a<0 корень x=a−1<0x=a-1<0 — обязательно есть отрицательный корень, а положительных не больше, значит условие не выполняется.

  6. Если a>0a>0, оба уравнения дают по два корня: x=a±1x=a\pm1 и x=a±1ax=a\pm\dfrac{1}{\sqrt a}. Корни a+1a+1 и a+1aa+\dfrac1{\sqrt a} всегда положительны. Чтобы положительных корней было больше, нужно, чтобы оставшиеся корни a−1a-1 и a−1aa-\dfrac1{\sqrt a} не были отрицательными, то есть a−1≥0,a−1a≥0.a-1\ge0,\qquad a-\dfrac1{\sqrt a}\ge0. Возводя в квадрат (с учётом a>0a>0), получаем систему a2≥1,  a3≥1a^2\ge1,\; a^3\ge1, что при a>0a>0 равносильно a≥1a\ge1.

  7. Итог: подходит только a≥1a\ge1.

Типичные ошибки

  • Забывают учесть ограничение t≥0t\ge0 при обратной замене, из‑за чего берут лишние (отрицательные) значения tt.
  • Не разбирают отдельно случай a=0a=0, при котором уравнение вырождается и корней становится меньше.
  • Ошибаются при возведении неравенств a−1≥0a-1\ge0 и a−1a≥0a-\frac1{\sqrt a}\ge0 в квадрат, теряя условие a>0a>0, что даёт неверный итоговый промежуток.
Непонятно?

Похожие задачи