19. Задача с параметром: #195744
Найдите все значения параметра $a$, при каждом из которых уравнение
$$|x^2-a^2|+8=|x+a|+8|x-a|$$
имеет ровно три различных решения.
Преобразование уравнения:
Исходное уравнение можно переписать в виде:
$$|x^2-a^2|-|x+a|-8|x-a|+8=0$$
Разложение на множители:
Используя свойство $|x^2-a^2|=|x-a|\cdot|x+a|$, получаем:
$$|x-a|\cdot|x+a|-|x+a|-8|x-a|+8=0$$
$$(|x+a|-8)(|x-a|-1)=0$$
Получение решений:
Уравнение распадается на два случая:
- $|x+a|=8$ ⇒ $x=-a\pm8$
- $|x-a|=1$ ⇒ $x=a\pm1$
Анализ количества решений:
Для получения ровно трех различных решений необходимо, чтобы:
- Одно из решений совпало (два уравнения дали одинаковый корень)
- Остальные решения оставались различными
Рассмотрим возможные варианты совпадения корней.
Случай 1: $8-a=a+1$ ⇒ $a=3.5$
- Решения: $x=-11.5$, $x=4.5$, $x=2.5$ (три различных)
Случай 2: $8-a=a-1$ ⇒ $a=4.5$
- Решения: $x=-12.5$, $x=3.5$, $x=5.5$ (три различных)
Случай 3: $-8-a=a+1$ ⇒ $a=-4.5$
- Решения: $x=-3.5$, $x=12.5$, $x=-5.5$ (три различных)
Случай 4: $-8-a=a-1$ ⇒ $a=-3.5$
- Решения: $x=-4.5$, $x=11.5$, $x=-2.5$ (три различных)
Проверка других значений:
Для любых других значений параметра $a$ уравнение будет иметь либо два, либо четыре различных решения.
Итоговый ответ:
Уравнение имеет ровно три различных решения при:
$$a=-4.5,\ -3.5,\ 3.5,\ 4.5$$
Ответ: $a\in\{-4.5,\ -3.5,\ 3.5,\ 4.5\}$