Хотя бы один корень: cos²ⁿx+(k cos x−a)ⁿ+cos²x+k cos x = a — задание 19 ЕГЭ по профильной математике

Монотонная замена φ(t) = tⁿ + ct. 5 примера с ответом и проверкой.

Пример 1

Найдите все значения a, при каждом из которых уравнение

cos18x + (6cos x − a)9 + cos2x + 6cos x = a

имеет хотя бы один корень.

Показать ответ
[−5; 7]
Решение
Так как cos18x = cos2x9, а 6cos x − a — это ровно то выражение, что стоит в скобках, уравнение имеет вид φ(cos2x) + φ(6cos x − a) = 0, где φ(t) = t9 + t.
Функция φ возрастает и нечётна, поэтому cos2x = a − 6cos x.
Обозначим c = cos x ∈ [−1; 1]: уравнение принимает вид c2 + 6c = a. Функция c2 + 6c на отрезке [−1; 1] возрастает (вершина параболы c = −3 лежит левее).
Её множество значений на этом отрезке — [−5; 7]; при таких a корень есть, при остальных — нет.
Ответ: [−5; 7].

Пример 2

Найдите все значения a, при каждом из которых уравнение

cos10x + (5cos x − a)5 + cos2x + 5cos x = a

имеет хотя бы один корень.

Показать ответ
[−4; 6]
Решение
Так как cos10x = cos2x5, а 5cos x − a — это ровно то выражение, что стоит в скобках, уравнение имеет вид φ(cos2x) + φ(5cos x − a) = 0, где φ(t) = t5 + t.
Функция φ возрастает и нечётна, поэтому cos2x = a − 5cos x.
Обозначим c = cos x ∈ [−1; 1]: уравнение принимает вид c2 + 5c = a. Функция c2 + 5c на отрезке [−1; 1] возрастает (вершина параболы c = −5/2 лежит левее).
Её множество значений на этом отрезке — [−4; 6]; при таких a корень есть, при остальных — нет.
Ответ: [−4; 6].

Пример 3

Найдите все значения a, при каждом из которых уравнение

cos10x + (6cos x − a)5 + cos2x + 6cos x = a

имеет хотя бы один корень.

Показать ответ
[−5; 7]
Решение
Так как cos10x = cos2x5, а 6cos x − a — это ровно то выражение, что стоит в скобках, уравнение имеет вид φ(cos2x) + φ(6cos x − a) = 0, где φ(t) = t5 + t.
Функция φ возрастает и нечётна, поэтому cos2x = a − 6cos x.
Обозначим c = cos x ∈ [−1; 1]: уравнение принимает вид c2 + 6c = a. Функция c2 + 6c на отрезке [−1; 1] возрастает (вершина параболы c = −3 лежит левее).
Её множество значений на этом отрезке — [−5; 7]; при таких a корень есть, при остальных — нет.
Ответ: [−5; 7].

Пример 4

Найдите все значения a, при каждом из которых уравнение

cos18x + (5cos x − a)9 + cos2x + 5cos x = a

имеет хотя бы один корень.

Показать ответ
[−4; 6]
Решение
Так как cos18x = cos2x9, а 5cos x − a — это ровно то выражение, что стоит в скобках, уравнение имеет вид φ(cos2x) + φ(5cos x − a) = 0, где φ(t) = t9 + t.
Функция φ возрастает и нечётна, поэтому cos2x = a − 5cos x.
Обозначим c = cos x ∈ [−1; 1]: уравнение принимает вид c2 + 5c = a. Функция c2 + 5c на отрезке [−1; 1] возрастает (вершина параболы c = −5/2 лежит левее).
Её множество значений на этом отрезке — [−4; 6]; при таких a корень есть, при остальных — нет.
Ответ: [−4; 6].

Пример 5

Найдите все значения a, при каждом из которых уравнение

cos10x + (2cos x − a)5 + cos2x + 2cos x = a

имеет хотя бы один корень.

Показать ответ
[−1; 3]
Решение
Так как cos10x = cos2x5, а 2cos x − a — это ровно то выражение, что стоит в скобках, уравнение имеет вид φ(cos2x) + φ(2cos x − a) = 0, где φ(t) = t5 + t.
Функция φ возрастает и нечётна, поэтому cos2x = a − 2cos x.
Обозначим c = cos x ∈ [−1; 1]: уравнение принимает вид c2 + 2c = a. Функция c2 + 2c на отрезке [−1; 1] возрастает (вершина параболы c = −1 лежит левее).
Её множество значений на этом отрезке — [−1; 3]; при таких a корень есть, при остальных — нет.
Ответ: [−1; 3].

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.