1. Главная
  2. Библиотека
  3. Высшая математика
  4. Решить систему с параметром: (х+а) 2 >2а, 1/а+2х≥1, рас...
Решение задачи на тему

Решить систему с параметром: (х+а) 2 >2а, 1/а+2х≥1, рассмотреть все случаи, когда а>0, а=0, а<0 и все случаи с дискриминантом

  • Высшая математика
  • #Математический анализ
  • #Дифференциальные уравнения
Решить систему с параметром: (х+а) 2 >2а, 1/а+2х≥1, рассмотреть все случаи, когда а>0, а=0, а<0 и все случаи с дискриминантом

Условие:

Решить систему с параметром: (х+а) 2 >2а, 1/а+2х≥1, рассмотреть все случаи, когда а>0, а=0, а<0 и все случаи с дискриминантом

Решение:

Для решения системы неравенств с параметром $a$ рассмотрим каждое из условий по отдельности.

1. Неравенство $(x...

Решим это неравенство:

(x+a)22a0 (x + a)^2 - 2a 0

Рассмотрим левую часть:

(x+a)22a=x2+2ax+a22a (x + a)^2 - 2a = x^2 + 2ax + a^2 - 2a

Это квадратное уравнение относительно xx:

x2+2ax+(a22a)0 x^2 + 2ax + (a^2 - 2a) 0

Теперь найдем дискриминант DD:

D=(2a)241(a22a)=4a24(a22a)=4a24a2+8a=8a D = (2a)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (a^2 - 2a) = 4a^2 - 4(a^2 - 2a) = 4a^2 - 4a^2 + 8a = 8a

При a0a 0 дискриминант D=8a0D = 8a 0, значит, уравнение имеет два различных корня. Обозначим корни как x2x2:

x1,2=2a±8a2=a±2a x_{1,2} = \frac{-2a \pm \sqrt{8a}}{2} = -a \pm \sqrt{2a}

Таким образом, неравенство (x+a)22a(x + a)^2 2a выполняется вне интервала (x2)(x2):

xa2aилиxa+2a x -a - \sqrt{2a} \quad \text{или} \quad x -a + \sqrt{2a}

При a=0a = 0:

(x+0)20    x20 (x + 0)^2 0 \implies x^2 0

Это неравенство выполняется для всех x0x \neq 0.

При a0a 0 дискриминант D=8a0D = 8a 0, значит, уравнение не имеет действительных корней. Таким образом, (x+a)22a0(x + a)^2 - 2a 0 выполняется для всех xx.

Решим это неравенство:

2x11a    x11a2=a12a 2x \geq 1 - \frac{1}{a} \implies x \geq \frac{1 - \frac{1}{a}}{2} = \frac{a - 1}{2a}

Теперь рассмотрим случаи для aa.

При a0a 0:

xa12a x \geq \frac{a - 1}{2a}

При a=0a = 0 неравенство не имеет смысла, так как деление на ноль.

При a0a 0:

xa12a x \geq \frac{a - 1}{2a}

Здесь a12a\frac{a - 1}{2a} будет отрицательным, так как a0a 0.

Теперь объединим результаты для всех случаев:

  1. :

    • xa2ax -a - \sqrt{2a} или xa+2ax -a + \sqrt{2a}
    • xa12ax \geq \frac{a - 1}{2a}

    Нужно найти пересечение этих условий.

  2. :

    • x0x \neq 0 (все xx, кроме нуля).
  3. :

    • xx может принимать любое значение.

Таким образом, для каждого случая мы получили условия для xx в зависимости от значения параметра aa.

Выбери предмет