x⁴+(a−p)² = сумма модулей — одно решение или ни одного — 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 − 4)2 = 3|x − a + 4| + 3|x + a − 4|

либо имеет единственное решение, либо не имеет решений.

Показать ответ
(−∞; −2] ∪ [10; +∞)
Решение
Обозначим t = a − 4. Правая часть равна 6·max(|x|; |t|), поэтому после замены u = |x| ≥ 0, v = |t| ≥ 0 уравнение принимает вид u4 + v2 = 6·max(u; v).
Каждое u > 0 даёт два корня x = ±u, а u = 0 — один. Значит «не больше одного решения» ⟺ положительных u нет вовсе.
При u ≤ v: u4 = 6v − v2 — положительное u есть только при 0 < v < 6. При u > v: u4 − 6u + v2 = 0, и при v ≥ 6 левая часть строго положительна (u4 > 6u уже при u > 6).
Итого положительных u нет ровно при v ≥ 6, то есть |a − 4| ≥ 6 (при v = 6 остаётся один корень x = 0, при v > 6 корней нет).
Ответ: (−∞; −2] ∪ [10; +∞).

Пример 2

Найдите все значения a, при каждом из которых уравнение

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

либо имеет единственное решение, либо не имеет решений.

Показать ответ
(−∞; 0] ∪ [8; +∞)
Решение
Обозначим t = a − 4. Правая часть равна 4·max(|x|; |t|), поэтому после замены u = |x| ≥ 0, v = |t| ≥ 0 уравнение принимает вид u4 + v2 = 4·max(u; v).
Каждое u > 0 даёт два корня x = ±u, а u = 0 — один. Значит «не больше одного решения» ⟺ положительных u нет вовсе.
При u ≤ v: u4 = 4v − v2 — положительное u есть только при 0 < v < 4. При u > v: u4 − 4u + v2 = 0, и при v ≥ 4 левая часть строго положительна (u4 > 4u уже при u > 4).
Итого положительных u нет ровно при v ≥ 4, то есть |a − 4| ≥ 4 (при v = 4 остаётся один корень x = 0, при v > 4 корней нет).
Ответ: (−∞; 0] ∪ [8; +∞).

Пример 3

Найдите все значения a, при каждом из которых уравнение

x4 + (a − 1)2 = 3|x − a + 1| + 3|x + a − 1|

либо имеет единственное решение, либо не имеет решений.

Показать ответ
(−∞; −5] ∪ [7; +∞)
Решение
Обозначим t = a − 1. Правая часть равна 6·max(|x|; |t|), поэтому после замены u = |x| ≥ 0, v = |t| ≥ 0 уравнение принимает вид u4 + v2 = 6·max(u; v).
Каждое u > 0 даёт два корня x = ±u, а u = 0 — один. Значит «не больше одного решения» ⟺ положительных u нет вовсе.
При u ≤ v: u4 = 6v − v2 — положительное u есть только при 0 < v < 6. При u > v: u4 − 6u + v2 = 0, и при v ≥ 6 левая часть строго положительна (u4 > 6u уже при u > 6).
Итого положительных u нет ровно при v ≥ 6, то есть |a − 1| ≥ 6 (при v = 6 остаётся один корень x = 0, при v > 6 корней нет).
Ответ: (−∞; −5] ∪ [7; +∞).

Пример 4

Найдите все значения a, при каждом из которых уравнение

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

либо имеет единственное решение, либо не имеет решений.

Показать ответ
(−∞; −2] ∪ [6; +∞)
Решение
Обозначим t = a − 2. Правая часть равна 4·max(|x|; |t|), поэтому после замены u = |x| ≥ 0, v = |t| ≥ 0 уравнение принимает вид u4 + v2 = 4·max(u; v).
Каждое u > 0 даёт два корня x = ±u, а u = 0 — один. Значит «не больше одного решения» ⟺ положительных u нет вовсе.
При u ≤ v: u4 = 4v − v2 — положительное u есть только при 0 < v < 4. При u > v: u4 − 4u + v2 = 0, и при v ≥ 4 левая часть строго положительна (u4 > 4u уже при u > 4).
Итого положительных u нет ровно при v ≥ 4, то есть |a − 2| ≥ 4 (при v = 4 остаётся один корень x = 0, при v > 4 корней нет).
Ответ: (−∞; −2] ∪ [6; +∞).

Пример 5

Найдите все значения a, при каждом из которых уравнение

x4 + (a − 1)2 = 2|x − a + 1| + 2|x + a − 1|

либо имеет единственное решение, либо не имеет решений.

Показать ответ
(−∞; −3] ∪ [5; +∞)
Решение
Обозначим t = a − 1. Правая часть равна 4·max(|x|; |t|), поэтому после замены u = |x| ≥ 0, v = |t| ≥ 0 уравнение принимает вид u4 + v2 = 4·max(u; v).
Каждое u > 0 даёт два корня x = ±u, а u = 0 — один. Значит «не больше одного решения» ⟺ положительных u нет вовсе.
При u ≤ v: u4 = 4v − v2 — положительное u есть только при 0 < v < 4. При u > v: u4 − 4u + v2 = 0, и при v ≥ 4 левая часть строго положительна (u4 > 4u уже при u > 4).
Итого положительных u нет ровно при v ≥ 4, то есть |a − 1| ≥ 4 (при v = 4 остаётся один корень x = 0, при v > 4 корней нет).
Ответ: (−∞; −3] ∪ [5; +∞).

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.