Квадратные неравенства егэ профиль


Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий

Версия для печати и копирования в MS Word

1

После дождя уровень воды в колодце может повыситься. Мальчик измеряет время t падения небольших камешков в колодец и рассчитывает расстояние до воды по формуле h=5t в квадрате , где h − расстояние в метрах, t − время падения в секундах. До дождя время падения камешков составляло 0,6 с. На сколько должен подняться уровень воды после дождя, чтобы измеряемое время изменилось на 0,2 с? Ответ выразите в метрах.



3

Высота над землeй подброшенного вверх мяча меняется по закону h левая круглая скобка t правая круглая скобка =1,6 плюс 8t минус 5t в квадрате , где h − высота в метрах, t − время в секундах, прошедшее с момента броска. Сколько секунд мяч будет находиться на высоте не менее трeх метров?

Источник: Пробный экзамен Санкт-Петербург 2015. Вариант 2.


4

Если достаточно быстро вращать ведeрко с водой на верeвке в вертикальной плоскости, то вода не будет выливаться. При вращении ведeрка сила давления воды на дно не остаeтся постоянной: она максимальна в нижней точке и минимальна в верхней. Вода не будет выливаться, если сила еe давления на дно будет положительной во всех точках траектории кроме верхней, где она может быть равной нулю. В верхней точке сила давления, выраженная в ньютонах, равна P= m левая круглая скобка дробь: числитель: v в квадрате , знаменатель: L конец дроби минус g правая круглая скобка , где m − масса воды в килограммах,  v скорость движения ведeрка в м/с, L − длина верeвки в метрах, g − ускорение свободного падения (считайте g=10 м/с в квадрате ). С какой наименьшей скоростью надо вращать ведeрко, чтобы вода не выливалась, если длина верeвки равна 40 см? Ответ выразите в м/с.


Пройти тестирование по этим заданиям

Покажем, как с помощью графика функции y = ax2 + bx + c решать квадратные неравенства.

Квадратичная функция, или парабола, — это функция вида

y=ax^2+bx+c

Вспомним свойства этой функции:

Координаты вершины параболы: x_0=-frac{b}{2a}, y_0=y(x_0).

Если a , textgreater , 0, ветви вверх

Если a , textless , 0, ветви вниз

Точки пересечения с осью X: x_1 и x_2,

где x_1 и x_2 — корни квадратного уравнения ax^2+bx+c=0

Точка пересечения с осью Y: М (0; с).

Вспомним также, как выражение ax^2+bx+c раскладывается на множители.

ax^2+bx+c=a(x-x_1)(x-x_2),

где x_1 и x_2 — корни квадратного уравнения ax^2+bx+c=0.

1. Часто на тестировании мы предлагаем решить неравенство

x2 < 400

Справляются далеко не все. Очень часто, не задумываясь, выдают «ответ»: x < ± 20.

Однако сама эта запись — абсурдна! Представьте, что вы слышите прогноз погоды: «Температура будет меньше плюс-минус двадцати градусов». Что, спрашивается, надеть — рубашку или шубу? :-)

Давайте решим это неравенство с помощью графика. Изобразим схематично график функции y = x2 и отметим все значения x, для которых y < 400.


Теперь мы видим правильный ответ: x ∈ (−20; 20).

Запомним: извлекать корень из неравенства нельзя. Такого действия просто нет.

2. Следующее неравенство: x^2 textgreater 16.

Переносим всё в левую часть неравенства. Раскладываем левую часть на множители.

x^2 - 16 textgreater 0

(x - 4) (x+ 4) textgreater 0

Рисуем ось X. Рисуем параболу y = x^2 - 16 с ветвями вверх.

Эта парабола пересекает ось X в точках — 4 и 4. Отмечаем знаки выражения в левой части на каждом интервале.

Записываем ответ:

xin left(-infty ;-4right)cup left(4;+infty right).

3. Решим неравенство: x2 − 3x − 10 ≥ 0.

Графиком функции y = x2 − 3x − 10 служит парабола, ветви которой направлены вверх. Решая квадратное уравнение x2 − 3x − 10 = 0, находим x1 = −2 и x2 = 5 — в этих точках парабола пересекает ось X. Нарисуем схематично нашу параболу:


Мы видим, что при x ∈ (−2; 5) значения функции отрицательны (график проходит ниже оси X). В точках −2 и 5 функция обращается в нуль, а при x < −2 и x > 5 значения функции положительны. Следовательно, наше неравенство выполняется при .

Обратите внимание, что для решения неравенства нам достаточно было схематично изобразить параболу. Ось Y вообще не понадобилась!

4. Ещё одно неравенство: x2 + 2x + 4 > 0.

Ветви параболы y = x2 + 2x + 4 направлены вверх. Дискриминант отрицателен, т. е. уравнение x2 + 2x + 4 = 0 не имеет корней. Стало быть, нет и точек пересечения параболы с осью X.

Раз ветви параболы направлены вверх и она не пересекает ось X — значит, парабола расположена над осью X.


Получается, что значения функции положительны при всех возможных x. Иными словами, решения нашего неравенства — это все действительные числа.

Ответ: .

Квадратные неравенства являются неотъемлемой частью ЕГЭ. Разберём типичные примеры из банка заданий ЕГЭ.

5. Следующее квадратичное неравенство: x^2-6x+5 textless 0.

Разложим его левую часть на множители.

x^2-6x+5=left(x-1right)left(x-5right).

Получим: left(x-1right)left(x-5right) textless 0.

И больше ничего не пишем. Рисуем ось X. Рисуем параболу y = x^2-6x+5 с ветвями вверх.

Эта парабола пересекает ось X в точках 1 и 5. Отмечаем знаки выражения в левой части на каждом интервале.

Записываем ответ:

xin left(1;5right).

6. Еще неравенство: x^2-6x+10 textgreater 0.

Квадратное уравнение x^2-6x+10=0 не имеет решений — его дискриминант отрицателен. Это значит, что парабола y = x^2-6x+10 нигде не пересекает ось X. Ветви этой параболы направлены вверх. Все значения функции y = x^2-6x+10 положительны. Неравенство x^2-6x+10 textgreater 0 выполняется для всех действительных X.

Соберем в одну таблицу примеры решения различных квадратичных неравенств.

Спасибо за то, что пользуйтесь нашими статьями.
Информация на странице «Квадратичные неравенства» подготовлена нашими редакторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к экзаменам.
Чтобы успешно сдать необходимые и поступить в высшее учебное заведение или колледж нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий.
Также вы можете воспользоваться другими материалами из данного раздела.

Публикация обновлена:
08.03.2023

Skip to content

ЕГЭ Профиль №17. Квадратные неравенства с параметрами

ЕГЭ Профиль №17. Квадратные неравенства с параметрамиadmin2022-01-13T21:43:01+03:00

Задание 1802

На каком ри­сун­ке изоб­ра­же­но мно­же­ство ре­ше­ний не­ра­вен­ства $$x^{2}-4x+3geq 0$$?

В от­ве­те ука­жи­те номер пра­виль­но­го ва­ри­ан­та.

1)$$(-infty ;1]cup [3;+infty)$$

2)$$(-infty ;1)cup (3;+infty)$$

3)$$[1;3]$$

4)$$(1;3)$$

Ответ: 1

Скрыть

Приравняем выражение слева к нулю: $$x^{2}-4x+3geq 0 Leftrightarrow$$$$x=1;3$$

Отметим полученные точки на координатной прямой (закрашенные, так как неравенство нестрогое).

Расставим знаки, которые принимает выражение на полученных промежутках (путем подстановки значений с этих промежутков в данное выражение):

Выберем те, где получен знак $$+$$. Тогда $$x in (-infty ;1]cup [3;+infty)$$, что соответствует 3 варианту ответа

Задание 1805

Ре­ши­те не­ра­вен­ство $$x^{2}-4x<0$$.

В от­ве­те ука­жи­те номер пра­виль­но­го ва­ри­ан­та.

1) $$[0; 4]$$

2) $$(-infty; 0) cup (4; +infty)$$

3) $$(0; 4)$$

4) $$(-infty; 0] cup [4; +infty)$$

Ответ: 3

Скрыть

Приравняем выражение слева к нулю: $$x^{2}-4x=0 Leftrightarrow$$$$x=0;4$$

Отметим полученные точки на координатной прямой (пустые, так как неравенство строгое).

Расставим знаки, которые принимает выражение на полученных промежутках (путем подстановки значений с этих промежутков в данное выражение):

Выберем те, где получен знак $$-$$. Тогда $$x in (0; 4)$$, что соответствует 3 варианту ответа

Задание 1806

Ре­ши­те не­ра­вен­ство $$-x^{2}-2xleq0$$.

В от­ве­те ука­жи­те номер пра­виль­но­го ва­ри­ан­та.

1) $$(-infty; -2) cup (0; +infty)$$

2) $$(-infty; -2] cup [0; +infty)$$

3) $$(-2; 0)$$

4) $$[-2; 0]$$

Ответ: 2

Скрыть

Приравняем выражение слева к нулю: $$-x^{2}-2x=0 Leftrightarrow$$$$x=-2 ; x=0$$

Отметим полученные точки на координатной прямой (закрашенные, так как неравенство нестрогое).

Расставим знаки, которые принимает выражение на полученных промежутках (путем подстановки значений с этих промежутков в данное выражение):

Выберем те, где получен знак $$-$$. Тогда  $$x in (-infty; -2] cup [0; +infty)$$, что соответсвуте 2 варианту ответа

Задание 1807

Ре­ши­те не­ра­вен­ство $$x^{2}+3x>0$$.

В от­ве­те ука­жи­те номер пра­виль­но­го ва­ри­ан­та.

1) $$(-infty; -3) cup (0; +infty)$$

2) $$(-3; 0)$$

3) $$[-3; 0]$$

4) $$(-infty; -3] cup [0; +infty)$$

Ответ: 1

Скрыть

$$x^{2}+3x>0 Leftrightarrow$$$$left [ begin{matrix}x< -3 \x>0 end{matrix}right.$$, что соответствует 1 варианту ответа

Задание 1808

На каком ри­сун­ке изоб­ра­же­но мно­же­ство ре­ше­ний не­ра­вен­ства $$(2x-5)(x+3)geq0$$?

В от­ве­те ука­жи­те номер пра­виль­но­го ва­ри­ан­та.

1) 1

2) 2

3) 3

4) 4

Ответ: 2

Скрыть

Приравняем к нулю выражение слева и найдем корни: $$x=-3 ; 2,5$$
Начертим координатную прямую, отметим данные корни на ней. Расставим знаки, которые принимает выражение на полученных промежутках и выберем те, где получился знак $$+$$. Получим:
$$left [ begin{matrix}xleq -3\x geq 2,5 end{matrix}right.$$, что соответствует 2 варианту ответа

Задание 1809

 Ре­ши­те не­ра­вен­ство $$x^{2}<361$$.

В от­ве­те ука­жи­те номер пра­виль­но­го ва­ри­ан­та.

1) $$(-infty; -19) cup (19; +infty)$$

2) $$(-infty; -19] cup [19; +infty)$$

3) $$(-19; 19)$$

4) $$[-19; 19]$$

Ответ: 3

Скрыть

$$x^{2}<361 Leftrightarrow$$$$(x-19)(x+19)<0 Leftrightarrow$$$$left{begin{matrix}x>-19\x<19 end{matrix}right.$$ Что соответствует 3 варианту ответа (скобки круглые, так как неравенство строгое).

Задание 1810

Ука­жи­те не­ра­вен­ство, ко­то­рое не имеет ре­ше­ний.

В от­ве­те ука­жи­те номер пра­виль­но­го ва­ри­ан­та.

1) $$x^{2}-64leq0$$

2) $$x^{2}+64geq0$$

3) $$x^{2}-64geq0$$

4) $$x^{2}+64leq0$$

Ответ: 4

Скрыть

$$x^{2}+64leq0$$, так как $$x^{2}$$ — число неотрицательное, к нему прибавляется положительное число. В результате получим однозначно положительное. А в неравенстве ищется отрицательное значение данного выражения, которое не существует.

Задание 1811

Ука­жи­те не­ра­вен­ство, ре­ше­ни­ем ко­то­ро­го яв­ля­ет­ся любое число.

В от­ве­те ука­жи­те номер пра­виль­но­го ва­ри­ан­та.

1) $$x^{2}-15<0$$

2) $$x^{2}+15>0$$

3) $$x^{2}+15<0$$

4) $$x^{2}-15>0$$

Ответ: 2

Скрыть

$$x^{2}+15>0$$, так как $$x^{2}$$ — число неотрицательное, и к нему прибавляется положительное число (15), то есть в ответе получаем однозначно положительное число, и неравенство выполняется при любых значениях х

Задание 1812

Ре­ше­ние ка­ко­го из дан­ных не­ра­венств изоб­ра­же­но на ри­сун­ке?

В от­ве­те ука­жи­те номер пра­виль­но­го ва­ри­ан­та.

1) $$x^{2}-6x<0$$

2) $$x^{2}-6x>0$$

3) $$x^{2}-36x<0$$

4) $$x^{2}-36x>0$$

Ответ: 1

Скрыть

1) $$x^{2}-6x<0 Leftrightarrow$$$$left{begin{matrix}x>0 \x<6 end{matrix}right.$$

2) $$x^{2}-6x>0 Leftrightarrow$$$$left [ begin{matrix}x<0 \x>6 end{matrix}right.$$

3) $$x^{2}-36x<0Leftrightarrow$$$$left{begin{matrix}x>0 \x<36 end{matrix}right.$$

4) $$x^{2}-36x>0Leftrightarrow$$$$left [ begin{matrix}x<0 \x>36 end{matrix}right.$$

Ответом будем вариант под номером 1

Задание 2478

На каком рисунке изображено множество решений неравенства $$x^{2}-5x-6leq 0$$?

Ответ: 4

Скрыть

Больше разборов вы найдете на моем ютуб-канале! Не забудьте подписаться!


Скрыть

$$x^{2}-5x-6leq 0$$ $$D=25+24=49=7^{2}$$ $$x_{1}=frac{5+7}{2}=6$$ $$x_{2}=frac{5-7}{2}=-1$$

Задание 2660

Решите неравенство: $$x^{2}-64>0$$

Варианты ответа:

1) $$(-infty; +infty)$$; 2) $$(-infty;-8) cup (8; +infty)$$; 3) $$(-8; 8)$$; 4) не решений.

Ответ: 2

Скрыть

Больше разборов вы найдете на моем ютуб-канале! Не забудьте подписаться!


Задание 2918

Укажите неравенство, которое не имеет решений. 1)$$x^{2}-121 leq 0$$ 2)$$x^{2}+121geq 0$$ 3)$$x^{2}-121geq 0$$ 4)$$x^{2}+121 leq 0$$

Ответ: 4

Скрыть

Больше разборов вы найдете на моем ютуб-канале! Не забудьте подписаться!


Скрыть

$$x^{2}$$ — число неотрицательное, 121 — число положительное, значит, $$x^{2}+121$$ это сумма неотрицательного и положительного, что в даст однозначно положительное число, а из этого следует, что $$x^{2}+121 leq 0$$ не будет иметь решений, так как положительное не может быть меньше 0

Задание 2965

На каком рисунке изображено множество решений неравенства $$x^{2}-2x-3leq 0$$.
Укажите неравенство, которое не имеет решений.

Ответ: 1

Скрыть

$$x^{2}-2x-3leq 0$$ $$D=4+12=16$$ $$x_{1}=frac{2+4}{2}=3$$ $$x_{1}=frac{2-4}{2}=-1$$

Задание 3008

Решите неравенство $$4x^{2}-(2x-5)^{2}leq 5(5x-4)$$

Варианты ответа

1. $$[1; +infty)$$ 2. $$[-1; +infty)$$ 3. $$(-infty; 1]$$ 4. $$(-infty; -1]$$

Ответ: 2

Скрыть

Больше разборов вы найдете на моем ютуб-канале! Не забудьте подписаться!


Скрыть

$$4x^{2}-(2x-5)^{2}leq 5(5x-4)$$ $$4x^{2}-4x^{2}+20x-25-25x+20leq 0$$ $$-5x-5leq 0$$ $$Leftrightarrow$$ $$-5xleq 5$$ $$xgeq -1$$

Задание 3132

Решение какого из данных неравенств изображено на рисунке?

Варианты ответа:

1) $$x^{2}+9<0$$ 2) $$x^{2}+9>0$$ 3) $$x^{2}-9<0$$ 4) $$x^{2}-9>0$$

Ответ: 3

Скрыть

Больше разборов вы найдете на моем ютуб-канале! Не забудьте подписаться!


Скрыть

$$x^{2}-9<0$$

$$(x-3)(x+3)<0$$

Квадратные уравнения с параметром

Уравнение называется квадратным, если имеет вид (ax^2+bx+c=0,) где (a,b,c) — любые числа ((a≠0)). При этом надо быть внимательным, если (a=0), то уравнение будет линейным, а не квадратным. Поэтому, первым делом при решении квадратного уравнения с параметром, рекомендую смотреть на коэффициент при (x^2) и рассматривать 2 случая: (a=0) (линейное уравнение); (a≠0) (квадратное уравнение). Квадратное уравнение часто решается при помощи дискриминанта или теоремы Виета.

Исследование квадратного многочлена

Чтобы решить квадратное уравнение с параметром, нужно понять, при каких значениях параметра существуют корни, и найти их, выразив через параметр. Обычно это делается просто через анализ дискриминанта. (см. пример 1) Но иногда в задачах с параметром просят найти такие значения параметра, при которых корни принадлежат определенному числовому промежутку. Например:

  • Найдите такие значения параметра, чтобы оба корня были меньше некоторого числа (γ): (x_1≤x_2 0)); ветки параболы направлены вниз ((a 0). Значит, между корнями функция принимает отрицательные значения, а вне этого отрезка – положительные. Так как наше число (γ) должно по условию лежать вне отрезка ((x_1,x_2)), то (f(γ)>0).
  • (a 0). Этим условием мы накладываем ограничение, что наши корни должны лежать слева или справа от числа (γ).

В итоге получаем:

если (a*f(γ) 0), то (γ∉(x_1,x_2)).

Нам осталось наложить условие, чтобы наши корни были слева от числа (γ). Здесь нужно просто сравнить положение вершины нашей параболы (x_0) относительно (γ). Заметим, что вершина лежит между точками (x_1) и (x_2). Если (x_0 0, \x_0

При каких значениях параметра a уравнение $$a(a+3) x^2+(2a+6)x-3a-9=0$$ имеет более одного корня?

1 случай: Если (a(a+3)=0), то уравнение будет линейным. При (a=0) исходное уравнение превращается в (6x-9=0), корень которого (x=1,5). Таким образом, при (a=0) уравнение имеет один корень.
При (a=-3) получаем (0*x^2+0*x-0=0), корнями этого уравнения являются любые рациональные числа. Уравнение имеет бесконечное количество корней.

2 случай: Если (a≠0; a≠-3), то получим квадратное уравнение. При положительном дискриминанте уравнение будет иметь более одного корня: $$D>0$$ $$D/4=(a+3)^2+3a(a+3)^2>0$$ $$(a+3)^2 (3a+1)>0$$ $$a>-frac<1><3>.$$ С учетом (a≠0;) (a≠-3), получим, что уравнение имеет два корня при (a∈(-frac<1><3>;0)∪(0;+∞)). Объединив оба случая получим (внимательно прочитайте, что от нас требуется):

Найти все значения параметра a, при которых корни уравнения $$(a+1) x^2-(a^2+2a)x-a-1=0$$ принадлежат отрезку ([-2;2]).

1 случай: Если (a=-1), то (0*x^2-x+1-1=0) отсюда (x=0). Это решение принадлежит ([-2;2]).

2 случай: При (a≠-1), получаем квадратное уравнение, с условием, что все корни принадлежат ([-2;2]). Для решения введем функцию (f(x)=(a+1) x^2-(a^2+2a)x-a-1) и запишем систему, которая задает требуемые условия:

Подставляем полученные выражения в систему:

Квадратные уравнения и квадратичные неравенства с параметрами

Дорогой друг! Если ты никогда не решал задач с параметрами – прочитай статьи «Что такое параметр» и «Графический способ решения задач с параметрами». Квадратные уравнения, а тем более неравенства с параметрами только на первый взгляд кажутся простыми. Чтобы уверенно решать их, надо знать определенные приемы. О некоторых мы расскажем.

Разберем сначала подготовительные задачи. А в конце – реальную задачу ЕГЭ.

1. Найдите все значения a, при которых уравнение не имеет действительных корней.

Всегда ли это уравнение является квадратным относительно переменной х? – Нет, не всегда. В случае, когда коэффициент при равен нулю, оно станет линейным.

Рассмотрим два случая – когда это уравнение квадратное и когда оно линейное.

Тогда уравнение примет вид 2 = 0. Такое уравнение не имеет действительных корней, что удовлетворяет условию задачи.

Уравнение будет квадратным. Квадратное уравнение не имеет действительных корней тогда и только тогда, когда его дискриминант отрицательный.

Если и – корни квадратного уравнения
, то по теореме Виета:

Решим первое неравенство системы

Квадратный трехчлен в левой части не имеет корней, так как дискриминант равен -32, то есть отрицателен. Поэтому неравенство будет выполняться для всех действительных значений .

Возведем второе уравнение системы в квадрат:

Из этих двух уравнений выразим сумму квадратов и .

Значит, сумму квадратов корней уравнения можно выразить через параметр

График функции — парабола, ее ветви направлены вверх, минимум будет достигаться в ее вершине. Найдем вершину параболы:

3) Найдите все значения , при каждом из которых все решения уравнения

Как и в первой задаче, уравнение является квадратным, кроме случая, когда . Рассмотрим этот случай отдельно

1) . Получим линейное уравнение

У него единственный корень, причем положительный. Это удовлетворяет условию задачи.

2) При уравнение будет квадратным. Нам надо, чтобы решения существовали, причем были положительными. Раз решения есть, то .

Покажем один из приемов решения квадратичных уравнений и неравенств с параметрами. Он основан на следующих простых утверждениях:

— Оба корня квадратного уравнения и положительны тогда и только тогда, когда их сумма положительна и произведение положительно.

Очевидно, что сумма и произведение двух положительных чисел также положительны. И наоборот – если сумма и произведение двух чисел положительны, то и сами числа положительны.

— Оба корня квадратного уравнения и отрицательны тогда и только тогда, когда их сумма отрицательна, а произведение положительно.

Корни квадратного уравнения и имеют разные знаки тогда и только тогда, когда их произведение отрицательно.

Сумма и произведение корней входят в формулировку теоремы Виета, которой мы и воспользуемся. Получим

Второе и третье неравенства имеют одинаковое решение . Решение первого неравенства:
.

С учетом пункта 1 получим ответ

4. При каких значениях параметра a уравнение

имеет единственное решение?

Уравнение является показательным, причем однородным. Мы умеем решать такие уравнения! Разделим обе части на .

Сделаем замену

Для того, чтобы исходное уравнение имело единственное решение, нужно, чтобы уравнение относительно t имело ровно один положительный корень.

1) В случае уравнение будет линейным

Значит, подходит. В этом случае уравнение имеет единственный положительный корень.

2) Если , уравнение будет квадратным.

Дискриминант является полным квадратом и поэтому всегда неотрицателен. Уравнение имеет либо один, либо два корня. В этом случае несложно найти корни в явном виде.

Один корень получился не зависящим от параметра, причем положительным. Это упрощает задачу.

Для того, чтобы уравнение имело единственный положительный корень, нужно, чтобы либо второй был отрицательным, либо равным нулю, либо чтобы корни совпадали. Рассмотрим все случаи.

Объединив все случаи, получим ответ.

И наконец – реальная задача ЕГЭ.

5. При каких значениях a система имеет единственное решение?

Решением квадратного неравенства может быть:

В каких случаях система двух квадратных неравенств имеет единственное решение:

1) единственная общая точка двух лучей-решений ( или интервалов-решений)

2) одно из неравенств имеет решение – точку, которая является решением второго неравенства

Рассмотрим первый случай.

Если является решением 1 и 2 уравнений, то является решением уравнения (вытекает из второго первое) ⇒ или

Если , при этом система примет вид:

Второй корень первого уравнения:

Второй корень второго первого:

Если , при этом система примет вид:

– бесконечно много решений, не подходит.

Рассмотрим второй случай.

– решением является точка, если – является решением второго неравенства.

– решением является точка, если – не является решением первого неравенства.

Квадратные уравнения с параметром

Задачи с параметрами. Простейшие задачи на квадратный трёхчлен.

Сегодня мы рассмотрим задачи на квадратный трёхчлен, про который, в зависимости от параметра, надо будет что-то выяснить. Это «что-то» может быть самым разнообразным, насколько только хватит фантазии у составителей задачи. Это самый простой тип задач с параметрами. И, если на ЕГЭ вам попалась такая — считайте, что вам повезло!

Но, прежде чем приступать к разбору самих задач, ответьте сами себе на такие простые вопросы:

— Что такое квадратное уравнение, как оно выглядит и как решается?

— Что такое дискриминант и куда его пристроить?

— Что такое теорема Виета и где её можно применить?

Если вы верно отвечаете на эти простые вопросы, то 50% успеха в решении параметрических задач на квадратный трёхчлен вам обеспечены! А остальные 50% — это обычная алгебра и арифметика: раскрытие скобок, приведение подобных, решение уравнений, неравенств и систем и т.д.

Для начала рассмотрим совсем безобидную задачку. Для разминки. 🙂

Пример 1

Приступаем к решению. Во-первых, чтобы в будущем не накосячить в коэффициентах, всегда полезно выписать их отдельно. Прямо в столбик. Вот так:

Да-да! Часть коэффициентов в уравнении (а именно — b и с) зависит от параметра. В этом как раз и состоит вся фишка таких задач. А теперь снова въедливо перечитываем условие. Ключевой зацепкой в формулировке задания являются слова «единственный корень». И когда же квадратное уравнение имеет единственный корень? Подключаем наши теоретические знания о квадратных уравнениях. Только в одном единственном случае — когда его дискриминант равен нулю.

Осталось составить выражение для дискриминанта и приравнять его к нулю. Поехали!

Теперь надо приравнять наш дискриминант к нулю:

Можно, конечно, решать это квадратное уравнение через дискриминант, а можно немного схитрить. На что у нас похожа левая часть, если как следует присмотреться? Она у нас похожа на квадрат разности (a-3) 2 !

Респект внимательным! Верно! Если заменить наше выражение слева на (a-3) 2 , то уравнение будет решаться в уме!

Вот и всё. Это значит, что единственный корень наше квадратное уравнение с параметром будет иметь только в одном единственном случае — когда значение параметра «а» равно тройке.)

Это был разминочный пример. Чтобы общую идею уловить.) Теперь будет задачка посерьёзнее.

Пример 2

Вот такая задачка. Начинаем распутывать. Первым делом выпишем наше квадратное уравнение:

0,5x 2 — 2x + 3a + 1,5 = 0

Самым логичным шагом, было бы умножить обе части на 2. Тогда у нас исчезнут дробные коэффициенты и само уравнение станет посимпатичнее. Умножаем:

Выписываем в столбик наши коэффициенты a, b, c:

Видно, что коэффициенты a и b у нас постоянны, а вот свободный член с зависит от параметра «а»! Который может быть каким угодно — положительным, отрицательным, целым, дробным, иррациональным — всяким!

А теперь, чтобы продвинуться дальше, вновь подключаем наши теоретические познания в области квадратных уравнений и начинаем рассуждать. Примерно так:

«Для того чтобы сумма кубов корней была меньше 28, эти самые корни, во-первых, должны существовать. Сами по себе. В принципе. А корни у квадратного уравнения существуют, тогда и только тогда, когда его дискриминант неотрицательный. Кроме того, в задании говорится о двух различных корнях. Эта фраза означает, что наш дискриминант обязан быть не просто неотрицательным, а строго положительным

Если вы рассуждаете таким образом, то вы движетесь правильным курсом! Верно.) Составляем условие положительности для дискриминанта:

Полученное условие говорит нам о том, что два различных корня у нашего уравнения будет не при любых значениях параметра «а», а только при тех, которые меньше одной шестой! Это глобальное требование, которое должно выполняться железно. Неважно, меньше 28 наша сумма кубов корней или больше. Значения параметра «а», большие или равные 1/6, нас заведомо не устроят. Гуд.) Соломки подстелили. Движемся дальше.

Теперь приступаем к загадочной сумме кубов корней. По условию она у нас должна быть меньше 28. Так и пишем:

Значит, для того чтобы ответить на вопрос задачи, нам надо совместно рассмотреть два условия:

А дальше начинаем отдельно работать с этой самой суммой кубов. Есть два способа такой работы: первый способ для трудолюбивых и второй способ — для внимательных.

Способ для трудолюбивых заключается в непосредственном нахождении корней уравнения через параметр. Прямо по общей формуле корней. Вот так:

Теперь составляем нужную нам сумму кубов найденных корней и требуем, чтобы она была меньше 28:

А дальше — обычная алгебра: раскрываем сумму кубов по формуле сокращённого умножения, приводим подобные, сокращаем и т.д. Если бы корни нашего уравнения получились покрасивее, без радикалов, то такой «лобовой» способ был бы неплох. Но проблема в том, что наши корни выглядят немного страшновато. И подставлять их в сумму кубов как-то неохота, да. Поэтому, для того чтобы избежать этой громоздкой процедуры, я предлагаю второй способ — для внимательных.

Для этого раскрываем сумму кубов корней по соответствующей формуле сокращенного умножения. Прямо в общем виде:

А дальше проделываем вот такой красивый фокус: во вторых скобках выражаем сумму квадратов корней через сумму корней и их произведение. Вот так:

Казалось бы, и что из этого? Сейчас интересно будет! Давайте, посмотрим ещё разок на наше уравнение. Как можно внимательнее:

Чему здесь равен коэффициент при x 2 ? Правильно, единичке! А как такое уравнение называется? Правильно, приведённое! А, раз приведённое, то, стало быть, для него справедлива теорема Виета:

Вот и ещё одна теорема нам пригодилась! Теперь, прямо по теореме Виета, подставляем сумму и произведение корней в наше требование для суммы кубов:

Осталось раскрыть скобки и решить простенькое линейное неравенство:

Вспоминаем, что ещё у нас есть глобальное требование a 0 необходимо пересечь с условием a . Рисуем картинку, пересекаем, и записываем окончательный ответ.

Да. Вот такой маленький интервальчик. От нуля до одной шестой… Видите, насколько знание теоремы Виета, порой, облегчает жизнь!

Вот вам небольшой практический совет: если в задании говорится о таких конструкциях, как сумма, произведение, сумма квадратов, сумма кубов корней, то пробуем применить теорему Виета. В 99% случаев решение значительно упрощается.

Это были довольно простые примеры. Чтобы суть уловить. Теперь будут примеры посолиднее.

Например, такая задачка из реального варианта ЕГЭ:

Пример 3

Что, внушает? Ничего не боимся и действуем по нашему излюбленному принципу: «Не знаешь, что нужно, делай что можно!»

Опять аккуратно выписываем все коэффициенты нашего квадратного уравнения:

А теперь вчитываемся в условие задачи и находим слова «модуль разности корней уравнения». Модуль разности нас пока не волнует, а вот слова «корней уравнения» примем во внимание. Раз говорится о корнях (неважно, двух одинаковых или двух различных), то наш дискриминант обязан быть неотрицательным! Так и пишем:

Что ж, аккуратно расписываем наш дискриминант через параметр а:

А теперь решаем квадратное неравенство. По стандартной схеме, через соответствующее квадратное уравнение и схематичный рисунок параболы:

Значит, для того чтобы у нашего уравнения в принципе имелись хоть какие-то корни, параметр а должен находиться в отрезке [-1; 3]. Это железное требование. Хорошо. Запомним.)

А теперь приступаем к этому самому модулю разности корней уравнения. От нас хотят, чтобы вот такая штука

принимала бы наибольшее значение. Для этого, ничего не поделать, но теперь нам всё-таки придётся находить сами корни и составлять их разность: x1 — x2. Теорема Виета здесь в этот раз бессильна.

Что ж, считаем корни по общей формуле:

Дальше составляем модуль разности этих самых корней:

Теперь вспоминаем, что корень квадратный — величина заведомо неотрицательная. Стало быть, без ущерба для здоровья, модуль можно смело опустить. Итого наш модуль разности корней выглядит так:

И эта функция f(a) должна принимать наибольшее значение. А для поиска наибольшего значения у нас есть такой мощный инструмент, как производная! Вперёд и с песнями!)

Дифференцируем нашу функцию и приравниваем производную к нулю:

Получили единственную критическую точку a = 2. Но это ещё не ответ, так как нам ещё надо проверить, что найденная точка и в самом деле является точкой максимума! Для этого исследуем знаки нашей производной слева и справа от двойки. Это легко делается простой подстановкой (например, а = 1,5 и а = 2,5).

Слева от двойки производная положительна, а справа от двойки — отрицательна. Это значит, что наша точка a = 2 и вправду является точкой максимума. Заштрихованная зона на картинке означает, что нашу функцию мы рассматриваем только на отрезке [1; 3]. Вне этого отрезка нашей функции f(a) попросту не существует. Потому, что в заштрихованной области наш дискриминант отрицательный, и разговоры о каких-либо корнях (и о функции тоже) бессмысленны. Это понятно, думаю.

Всё. Вот теперь наша задача полностью решена.

Здесь было применение производной. А бывают и такие задачи, где приходится решать уравнения либо неравенства с так ненавистными многими учениками модулями и сравнивать некрасивые иррациональные числа с корнями. Главное — не бояться! Разберём похожую злую задачку (тоже из ЕГЭ, кстати).

Пример 4

Итак, приступаем. Первым делом замечаем, что параметр а ни в коем случае не может быть равен нулю. Почему? А вы подставьте в исходное уравнение вместо а нолик. Что получится?

Получили линейное уравнение, имеющее единственный корень x=2. А это уже совсем не наш случай. От нас хотят, чтобы уравнение имело два различных корня, а для этого нам необходимо, чтобы оно, как минимум, было хотя бы квадратным.)

При всех остальных значениях параметра наше уравнение будет вполне себе квадратным. И, следовательно, чтобы оно имело два различных корня, необходимо (и достаточно), чтобы его дискриминант был положительным. То есть, первое наше требование будет D > 0.

А далее по накатанной колее. Считаем дискриминант:

D = 4(a-1) 2 — 4a(a-4) = 4a 2 -8a+4-4a 2 +16a = 4+8a

Вот так. Значит, наше уравнение имеет два различных корня тогда и только тогда, когда параметр a > -1/2. При прочих «а» у уравнения будет либо один корень, либо вообще ни одного. Берём на заметку это условие и движемся дальше.

Далее в задаче идёт речь о расстоянии между корнями. Расстояние между корнями, в математическом смысле, означает вот такую величину:

Зачем здесь нужен модуль? А затем, что любое расстояние (что в природе, что в математике) — величина неотрицательная. Причём здесь совершенно неважно, какой именно корень будет стоять в этой разности первым, а какой вторым: модуль — функция чётная и сжигает минус. Точно так же, как и квадрат.

Значит, ответом на вопрос задачи является решение вот такой системы:

Теперь, ясен перец, нам надо найти сами корни. Здесь тоже всё очевидно и прозрачно. Аккуратно подставляем все коэффициенты в нашу общую формулу корней и считаем:

Отлично. Корни получены. Теперь начинаем формировать наше расстояние:

Наше расстояние между корнями должно быть больше трёх, поэтому теперь нам надо решить вот такое неравенство:

Неравенство — не подарок: модуль, корень… Но и мы всё-таки уже решаем серьёзную задачу №18 из ЕГЭ! Делаем всё что можно, чтобы максимально упростить внешний вид неравенства. Мне здесь больше всего не нравится дробь. Поэтому первым делом я избавлюсь от знаменателя, умножив обе части неравенства на |a|. Это можно сделать, поскольку мы, во-первых, в самом начале решения примера договорились, что а ≠ 0, а во-вторых, сам модуль — величина неотрицательная.

Итак, смело умножаем обе части неравенства на положительное число |a|. Знак неравенства сохраняется:

Вот так. Теперь в нашем распоряжении имеется иррациональное неравенство с модулем. Ясное дело, для того чтобы решить его, надо избавляться от модуля. Поэтому придётся разбивать решение на два случая — когда параметр а, стоящий под модулем, положителен и когда отрицателен. Другого пути избавиться от модуля у нас, к сожалению, нет.

Случай 1 (a>0, |a|=a)

В этом случае наш модуль раскрывается с плюсом, и неравенство (уже без модуля!) принимает следующий вид:

Неравенство имеет структуру: «корень больше функции». Такие иррациональные неравенства решаются по следующей стандартной схеме:

Отдельно рассматривается случай а), когда обе части неравенства возводятся в квадрат и правая часть неотрицательна и отдельно — случай б), когда правая часть всё-таки отрицательна, но зато сам корень при этом извлекается.) И решения этих двух систем объединяются.

Тогда, в соответствии с этой схемой, наше неравенство распишется вот так:

А теперь можно существенно упростить себе дальнейшую работу. Для этого вспомним, что в случае 1 мы рассматриваем только a>0. С учётом этого требования, вторую систему можно вообще вычеркнуть из рассмотрения, поскольку, второе неравенство в ней (3a 0 и a

Упрощаем нашу совокупность с учётом главного условия a>0:

Вот так. А теперь решаем самое обычное квадратное неравенство:

Нас интересует промежуток между корнями. Стало быть,

Отлично. Теперь этот промежуток пересекаем со вторым условием системы a>0:

Есть. Таким образом, первым кусочком ответа к нашему неравенству (а пока не ко всей задаче!) будет вот такой интервал:

Всё. Случай 1 разложен по полочкам. Переходим к случаю 2.

Случай 2 (a

В этом случае наш модуль раскрывается с минусом, и неравенство принимает следующий вид:

Опять имеем структуру: «корень больше функции». Применяем нашу стандартную схему с двумя системами (см. выше):

С учётом общего требования a

А дальше снова решаем обычное квадратное неравенство:

И опять сокращаем себе работу. Ибо оно у нас уже решено в процессе разбора случая 1! Решение этого неравенства выглядело вот так:

Осталось лишь пересечь этот интервал с нашим новым условием a

Вот и второй кусочек ответа готов:

Кстати сказать, как я узнал, что ноль лежит именно между нашими иррациональными корнями? Легко! Очевидно, что правый корень заведомо положителен. А что касается левого корня, то я просто в уме сравнил иррациональное число

с нулём. Вот так:

А теперь объединяем оба найденных интервала. Ибо мы решаем совокупность (а не систему):

Готово дело. Эти два интервала — это пока ещё только решение неравенства

Кто забыл, данное неравенство отвечает у нас за расстояние между корнями нашего уравнения. Которое должно больше 3. Но! Это ещё не ответ!

Ещё у нас есть условие положительного дискриминанта! Неравенство a>-1/2, помните? Это значит, что данное множество нам ещё надо пересечь с условием a>-1/2. Иными словами, теперь мы должны пересечь два множества:

Но есть одна проблемка. Мы не знаем, как именно расположено на прямой число -1/2 относительно левого (отрицательного) корня. Для этого нам придётся сравнить между собой два числа:

Поэтому сейчас берём черновик и начинаем сравнивать наши числа. Примерно так:

Это значит, что дробь -1/2 на числовой прямой находится левее нашего левого корня. И картинка к окончательному ответу задачи будет какая-то вот такая:

Всё, задача полностью решена и можно записывать окончательный ответ.

Ну как? Уловили суть? Тогда решаем самостоятельно.)

1. Найдите все значения параметра b, при которых уравнение

ax 2 + 3x +5 = 0

имеет единственный корень.

2. Найдите все значения параметра а, при каждом из которых больший корень уравнения

x 2 — (14a-9)x + 49a 2 — 63a + 20 = 0

3. Найдите все значения параметра а, при каждом из которых сумма квадратов корней уравнения

x 2 — 4ax + 5a = 0

4. Найдите все значения параметра а, при каждом из которых уравнение

x 2 + 2(a-2)x + a + 3 = 0

имеет два различных корня, расстояние между которыми больше 3.

источники:

http://ege-study.ru/kvadratnye-uravneniya-i-kvadratichnye-neravenstva-s-parametrami/

http://abudnikov.ru/ege/chast-2.2/zadachi-s-parametrami/kvadratnyie-uravneniya-s-parametrom.html

  • Взрослым: Skillbox, Хекслет, Eduson, XYZ, GB, Яндекс, Otus, SkillFactory.
  • 8-11 класс: Умскул, Лектариум, Годограф, Знанио.
  • До 7 класса: Алгоритмика, Кодланд, Реботика.
  • Английский: Инглекс, Puzzle, Novakid.

Решение квадратных неравенств

Рассмотрим график произвольной функции y=f(x) (рисунок 1). Область ее определения – множество R всех действительных чисел.

Рисунок 1 – График функции y=f(x)

На графике можно легко увидеть отображенные промежутки знакопостоянства функции, когда ее значение принимает положительные и отрицательные величины. То есть y>0 на числовых промежутках (-3,9; 0,8) и (2,4; +∞), y<0 на промежутках (0,8; 2,4) и (-∞; -3,9).

Найдя промежутки знакопостоянства функции, мы решили неравенства f(x)>0 и f(x)<0.

В математике принято записывать решения в виде (-3,9; 0,8)U(2,4; +∞) – это множество решений неравенства f(x)>0 и (0,8; 2,4)U(-∞; -3,9) – это множество решений неравенства f(x)<0.

Рассмотренный способ решения неравенств f(x)>0 и f(x)<0 с использованием графика функции y=f(x) называют графическим.

Разберем решения квадратных неравенств графическим методом.

Дадим определение квадратного неравенства.

Квадратными неравенствами называют неравенства вида ax2+bx+c>0, ax2+bx+c<0, ax2+bx+c≥0, ax2+bx+c≤0, где x – неизвестное или переменная, a, b и c – некоторые числа или параметры (коэффициенты), причем a≠0.

В математике есть способы определения положения графика квадратичной функции y=ax2+bx+c относительно оси абсцисс.

Количество нулей или их отсутствие квадратичной функции y=ax2+bx+c находят c использованием знака дискриминанта D квадратного трехчлена ax2+bx+c:

  • знак дискриминанта положительный D>0 – нулей у функции два;
  • дискриминант равен нулю D=0 – нуль только один;
  • знак дискриминанта отрицательный D<0 – нулей у нет.

Общеизвестно, что график квадратичной функции y=ax2+bx+c – это парабола. Направление ветвей параболы определяют с помощью знака старшего параметра квадратного трехчлена ax2+bx+c:

  • знак старшего коэффициента положителен a>0 – ветви параболы направлены вверх;
  • знак старшего коэффициента отрицателен a<0 – ветви параболы направлены вниз.

Для удобства восприятия в таблице разместим различные варианты схематического расположения графика квадратичной функции y=ax2+bx+c относительно оси абсцисс в зависимости от знаков дискриминанта и старшего коэффициента (x1 и x2 – нули параболы, x0 – абсцисса вершины параболы).

Таблица – Схематичное расположение графика квадратичной функции относительно оси абсцисс в зависимости от знаков a и D

Сделаем необходимые пояснения, которые помогут применить данную таблицу в ходе решения квадратных неравенств.

Допустим, что необходимо решить квадратное неравенство ax2+bx+c>0 при D>0 и a<0. Смотрим в таблицу с соответствующими знаками дискриминанта и старшего коэффициента. Выбираем ячейку таблице на пересечении в третьей строки и второго столбца. Очевидно, что ответом является числовой промежуток (x1; x2). График заданной квадратичной функции будет расположен выше оси абсцисс.

Рассмотрим конкретные примеры решения квадратных неравенств.

Задание 1. Решить неравенство -x2+4x–3<0.

Определим старший коэффициент и вычислим дискриминант квадратного трехчлена -x2+4x–3: a=-1<0, D=4>0. Выбираем в таблице ячейку на пересечении третьей строки и второго столбца. Найдем корни квадратного уравнения -x2+4x–3=0 → x1=1, x2=3. На рисунке 2 схематично проиллюстрируем график квадратичной функции y=-x2+4x–3.

Рисунок 2 – Схематичное изображение графика функции y=-x2+4x–3

Из рисунка 2 очевидно, что квадратичная функция y=-x2+4x–3 принимает отрицательные значения на числовых промежутках (-∞; 1) и (3; +∞).

Следует обратить внимание, что заданное неравенство можно решить другим способом. Запишем его следующим образом: x2–4x+3>0. Тогда ветви параболы будут направленны вверх и результат решения будет тот же.

Таким образом, решение неравенства -x2+4x–3<0 – это (-∞; 1)U(3; +∞).

Задание 2. Решить неравенство x2–12x+36>0.

Из заданного неравенства: a=1>0, D=0. Выбираем в таблице ячейку на пересечении второй строки и третьего столбца. Найдем корень квадратного уравнения x2–12x+36=0 → (x–6)2=0 → x0=6. На рисунке 3 схематично проиллюстрируем график квадратичной функции y=x2–12x+36.

Рисунок 3 – Схематичное изображение графика функции y= x2–12x+36

Из рисунка 3 понятно, что за исключением числа 6 все остальные числа будет решением исходного неравенства.

Таким образом, решением неравенства x2–12x+36>0 является (-∞; 6)U(6; +∞).

Задание 3. Решить неравенство -4x2+5x–6>0.

Из заданного неравенства: a=-4<0, D=-71<0. Выбираем в таблице ячейку на пересечении третьей строки и четвертого столбца. Это вариант, когда у графика функции y=-4x2+5x–6 нет точек с положительными ординатами.

Таким образом, заданное неравенство решений не имеет.

Задание 4. Решить неравенство 49x2–14x+1≤0.

Из заданного неравенства: a=49>0, D=0. Выбираем в таблице ячейку на пересечении второй строки и третьего столбца. (7x–1)2≤0 → x0=1/7. Однако по условию задания функция y=49x2–14x+1 принимает лишь неотрицательные значения. Значит, у исходного неравенства есть только одно решение x=1/7.

Понравилась статья? Поделить с друзьями:

Новое и интересное на сайте:

  • Кбту вступительные экзамены
  • Кбгу экономический факультет какие экзамены
  • Кбгу педагогический факультет вступительные экзамены
  • Кбгу ипэиф расписание экзаменов
  • Кбгу вступительные экзамены медфак

  • 0 0 голоса
    Рейтинг статьи
    Подписаться
    Уведомить о
    guest

    0 комментариев
    Старые
    Новые Популярные
    Межтекстовые Отзывы
    Посмотреть все комментарии