Единственное решение: √(x⁴+(a−p)⁴) = сумма модулей — задание 19 ЕГЭ по профильной математике

Окружность и семейство кривых; два модуля. 5 примера с ответом и проверкой.

Пример 1

Найдите все значения a, при каждом из которых уравнение

x⁴ + (a − 2)⁴ = 3|x − a + 2| + 3|x + a − 2|

имеет единственное решение.

Показать ответ
{−4} ∪ {8}
Решение
Обозначим t = a − 2. Правая часть равна 6·max(|x|; |t|) и неотрицательна, поэтому можно возвести в квадрат: x4 + t4 = 36·max(|x|; |t|)2.
После замены u = |x| ≥ 0, v = |t| ≥ 0: при u ≤ v получаем u4 = 36v2 − v4, при u > v — u4 − 36u2 + v4 = 0.
Каждое u > 0 даёт два корня x = ±u, значит единственный корень — это x = 0 и никаких других: 36v2 = v4, то есть v2 = 36.
При v = 0 кроме нуля появляются ещё x = ±6, поэтому годится только v = 6, то есть |a − 2| = 6.
Ответ: {−4} ∪ {8}.

Пример 2

Найдите все значения a, при каждом из которых уравнение

x⁴ + (a − 1)⁴ = |x − a + 1| + |x + a − 1|

имеет единственное решение.

Показать ответ
{−1} ∪ {3}
Решение
Обозначим t = a − 1. Правая часть равна 2·max(|x|; |t|) и неотрицательна, поэтому можно возвести в квадрат: x4 + t4 = 4·max(|x|; |t|)2.
После замены u = |x| ≥ 0, v = |t| ≥ 0: при u ≤ v получаем u4 = 4v2 − v4, при u > v — u4 − 4u2 + v4 = 0.
Каждое u > 0 даёт два корня x = ±u, значит единственный корень — это x = 0 и никаких других: 4v2 = v4, то есть v2 = 4.
При v = 0 кроме нуля появляются ещё x = ±2, поэтому годится только v = 2, то есть |a − 1| = 2.
Ответ: {−1} ∪ {3}.

Пример 3

Найдите все значения a, при каждом из которых уравнение

x⁴ + (a − 4)⁴ = 3|x − a + 4| + 3|x + a − 4|

имеет единственное решение.

Показать ответ
{−2} ∪ {10}
Решение
Обозначим t = a − 4. Правая часть равна 6·max(|x|; |t|) и неотрицательна, поэтому можно возвести в квадрат: x4 + t4 = 36·max(|x|; |t|)2.
После замены u = |x| ≥ 0, v = |t| ≥ 0: при u ≤ v получаем u4 = 36v2 − v4, при u > v — u4 − 36u2 + v4 = 0.
Каждое u > 0 даёт два корня x = ±u, значит единственный корень — это x = 0 и никаких других: 36v2 = v4, то есть v2 = 36.
При v = 0 кроме нуля появляются ещё x = ±6, поэтому годится только v = 6, то есть |a − 4| = 6.
Ответ: {−2} ∪ {10}.

Пример 4

Найдите все значения a, при каждом из которых уравнение

x⁴ + (a − 5)⁴ = 3|x − a + 5| + 3|x + a − 5|

имеет единственное решение.

Показать ответ
{−1} ∪ {11}
Решение
Обозначим t = a − 5. Правая часть равна 6·max(|x|; |t|) и неотрицательна, поэтому можно возвести в квадрат: x4 + t4 = 36·max(|x|; |t|)2.
После замены u = |x| ≥ 0, v = |t| ≥ 0: при u ≤ v получаем u4 = 36v2 − v4, при u > v — u4 − 36u2 + v4 = 0.
Каждое u > 0 даёт два корня x = ±u, значит единственный корень — это x = 0 и никаких других: 36v2 = v4, то есть v2 = 36.
При v = 0 кроме нуля появляются ещё x = ±6, поэтому годится только v = 6, то есть |a − 5| = 6.
Ответ: {−1} ∪ {11}.

Пример 5

Найдите все значения a, при каждом из которых уравнение

x⁴ + (a − 2)⁴ = 2|x − a + 2| + 2|x + a − 2|

имеет единственное решение.

Показать ответ
{−2} ∪ {6}
Решение
Обозначим t = a − 2. Правая часть равна 4·max(|x|; |t|) и неотрицательна, поэтому можно возвести в квадрат: x4 + t4 = 16·max(|x|; |t|)2.
После замены u = |x| ≥ 0, v = |t| ≥ 0: при u ≤ v получаем u4 = 16v2 − v4, при u > v — u4 − 16u2 + v4 = 0.
Каждое u > 0 даёт два корня x = ±u, значит единственный корень — это x = 0 и никаких других: 16v2 = v4, то есть v2 = 16.
При v = 0 кроме нуля появляются ещё x = ±4, поэтому годится только v = 4, то есть |a − 2| = 4.
Ответ: {−2} ∪ {6}.

Другие темы задания №19

Нужен репетитор по математике?

Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.

Репетиторы по математике

Подбор репетитора

Напишите, что нужно, — команда Precettore подберёт репетитора и свяжется с вами.

Готовьтесь к ЕГЭ по профильной математике в Precettore

Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.