19. Задача с параметром: #195745
Найдите все значения параметра $a$, при каждом из которых уравнение
$$|x^2-a^2|=|x+a|\sqrt{x^2-ax+4a}$$
имеет ровно два различных корня.
Преобразование уравнения:
$$|x^2-a^2|=|x+a|\sqrt{x^2-ax+4a}$$
Разложим левую часть:
$$|x+a|\cdot|x-a|=|x+a|\sqrt{x^2-ax+4a}$$
Разделение на случаи:
Уравнение равносильно совокупности:
$$|x+a|\left(|x-a|-\sqrt{x^2-ax+4a}\right)=0$$
Первое решение:
$$x=-a$$
Условие существования:
$$x^2-ax+4a\geq0$$
Подставляя $x=-a$:
$$a^2+a^2+4a\geq0\Rightarrow2a^2+4a\geq0\Rightarrow a\leq-2\ \text{или}\ a\geq0$$
Второе уравнение:
$$|x-a|=\sqrt{x^2-ax+4a}$$
Возведем в квадрат:
$$(x-a)^2=x^2-ax+4a$$
Упрощаем:
$$x^2-2ax+a^2=x^2-ax+4a$$
$$-ax+a^2-4a=0$$
$$a(a-x-4)=0$$
Случай 1: $a=0$
- Уравнение имеет бесконечно много решений
- Не удовлетворяет условию
Случай 2: $a\neq0$
- Решение: $x=a-4$
- Проверяем условие существования корня:
$$(a-4)^2-a(a-4)+4a\geq0$$
$$a^2-8a+16-a^2+4a+4a\geq0$$
$$16\geq0$$ (всегда верно) - Исключаем случай, когда корни совпадают:
$$-a=a-4\Rightarrow a=2$$
Итоговые условия:
- При $a\leq-2$: два различных корня ($x=-a$ и $x=a-4$)
- При $0<a<2$: два различных корня
- При $a>2$: два различных корня
- Исключаем $a=0$ и $a=2$
Ответ: $a\in(-\infty,-2]\cup(0,2)\cup(2,+\infty)$