
Завдання для самостійного розв’язання.
1. Обчислити значення виразу
при
(параметри
приймають значення, не рівні між собою).
2. Яке із заданих чисел
,
3,
є найбільшим та найменшим?
3. Розв’язати рівняння
.
4. Довести, що якщо
є простим числом, яке відмінне від 2 та
3, то хоча б одне із чисел
та
не є простим при довільному значенні
параметра
.
5. При яких значеннях параметра
існує єдина пара цілих чисел
та
,
які задовольняють рівняння
та систему нерівностей
?
6. Скільки розв’язків має система
у залежності від параметра
?
7. При яких значеннях параметра
серед коренів рівняння
нема додатних?
8
.
9. Аналізуючи графік функції
(рис.4 та 5).
1
Рис. 5
Рис. 4
утворюють арифметичну прогресію. При якому значенні це можливо?
11. Корені рівняння
утворюють геометричну прогресію.
Визначити значення
.
12. При яких значеннях параметра а
знайдуться такі значення
,
при яких числа
є послідовними членами геометричної
прогресії?
13. Знайти всі значення параметра
,
для кожного з яких пряма, яка проходить
через точку
,
перетинає графік функції
у двох точках, сума ординат яких дорівнює
.
14. При яких значеннях параметра
площа фігури, обмеженої лініями
та
буде найбільшою?
15. Обчислити значення виразу
,
якщо
.
16. Розв’язати рівняння
.
17. При яких значеннях параметра
вираз
не залежить від параметра
,
де
- корені рівняння
.
18. При
яких значеннях параметра
рівняння
має єдиний розв’язок?
19. Відомо, що нерівність
виконується при
.
Знайти всі розв’язки
цієї нерівності.
20. При
яких значеннях параметра
система нерівностей
має єдиний розв’язок?
21. При яких значеннях параметра
рівняння
має рівно два цілих розв’язки?
Розділ 10 Вирази з двома параметрами та їх застосування для складання багатоваріантних завдань
У даному розділі ми повернемося до дослідження проблеми створення компактних за об’ємом дидактичних матеріалів, які дозволяють мати у розпорядженні фактично довільну кількість вправ з окремих тем елементарної математики із відомими відповідями на кожну із них. Як уже відмічалося у вступі (приклад 5), при розв’язуванні рівнянь, нерівностей та їх систем із двома параметрами на координатній площині можна виділити області, у кожній із яких відповідь на задачу задається певними співвідношеннями – деякими функціями від параметрів. Їх можна зобразити на карточці із вказанням загальної відповіді для кожної із областей. Фіксуючи значення кожного із параметрів, ми отримуємо на координатній площині конкретну точку і у залежності від того, в яку область вона попадає, дістаємо відповідь. Для цього у загальні співвідношення, характерні для даної області, підставляємо вибрані значення параметрів. Якщо зафіксувати значення тільки одного із параметрів, то у нашому розпорядженні появиться серія відповідних задач із одним параметром та з готовими відповідями на них. Зауважимо, що процес підготовки конкретних задач за допомогою таких карточок є цілком керованим процесом. Якщо ми, наприклад, хочемо отримати умову для ірраціонального рівняння, у процесі розв’язування якого можуть появитися сторонні корені, достатньо вибрати точку у зоні (якщо така є на карточці) сторонніх коренів. У прикладі 5 вступу – це область 3.
Наведемо ряд прикладів, які ілюструють методику створення таких дидактичних матеріалів.
Приклад 1. Розв’язати рівняння
.
Р
озв’язання.
Перепишемо рівняння у виді
.
Очевидно, що
є коренем рівняння, а при
інших коренів нема. При
дістанемо рівняння
з коренями
.
Одержані значення будуть коренями
заданого в умові рівняння, якщо вони
задовольняють нерівності
.
Таким чином, при
маємо три корені
та
;
при
- два корені
та
і при
- один корінь
.
Одержані результати зафіксуємо на
карточці.
Розглянемо деякі частинні випадки.
При
отримуємо рівняння
з коренями
при
;
та 3 при
і єдиним коренем
при
.
При
дістаємо рівняння
з коренем
,
оскільки точка
знаходиться в області 1.
Приклад 2. Розв’язати нерівність
.
Розв’язання. Замінимо нерівність рівносильною системою
або
та розглянемо наступні випадки.
1. Якщо
,
то дістаємо систему
,
звідки
,
оскільки
і
.
2. При
дістаємо розвязок у виді нерівності
.
3. При
другу нерівність не задовольняє жодне
значення
,
тому система розв’язків не має.
4. Якщо
,
то система набуде виду
,
звідки дістаємо
,
оскільки у цьому випадку
і
.
5. Якщо
,
то дістаємо систему
.
Оскільки
і тому
,
то система матиме розв’язки
та
.
6. При
початкова нерівність має вид
.
Вона рівносильна системі
,
розглянутій вище у випадку 2.
Отриману вище інформацію про розв’язки
нерівності зобразимо на координатній
площині
.
Точки прямої
можна відносити до довільної області,
яка прилягає до прямої.
Проілюструємо окремі частинні випадки.
При
отримуємо нерівність
з розв’язками
при
;
при
.
При інших значеннях
розв’язків нема.
Якщо
,
то маємо нерівність
із розв’язками
при
;
при
;
при
.
При
отримуємо нерівність
з розв’язками
при
;
при
.
При
маємо нерівність без параметрів
.
Її розв’язки утворюють інтервал
.
Приклад 3. Розв’язати рівняння
.
Розв’язання. Замінимо рівняння рівносильною системою
або
.
Корені першого рівняння
та
будуть розв’язками системи, якщо
задовольнятимуть умову
.
Таким чином, значення
буде розв’язком системи при
,
а значення
- при
.
Користуючись одержаними результатами,
складаємо карточку із різними вправами.
Деякі частинні випадки.
При
отримуємо рівняння
.
Пряма
перетинає графік в областях 2 та 1, тому
відповідь виглядатиме наступним чином:
коренями рівняння буде
при
,
а також
,
при
.
При
дістаємо рівняння
з коренем
,
який знаходимо, встановивши, що точка
знаходиться в області 4.
Зауважимо, що для точок прямої
,
розташованих в області 1, корені
та
співпадають.
Приклад 4. Розв’язати рівняння
.
Розв’язання. У залежності від розташування чисел 0 та на числовій осі можливі наступні 6 випадків:
1)
;
2)
;
3)
;
4)
;
5);
;
6)
.
У першому випадку рівняння набуває виду
.
При
воно має розв’язки
,
а при
розв’язків не має.
У випадку 2) рівняння запишеться у виді
,
звідки
.
Одержане значення буде розв’язком,
якщо задовольняє умову
,
тобто при
.
У третьому випадку рівняння набуває
виду
.
При
воно має розв’язки
,
а при
розв’язків не має.
У випадку 4) рівняння запишеться у виді
і матиме розв’язки
тільки у випадку, коли
.
У випадку 5) одержуємо рівняння
,
звідки
.
Це значення буде розв’язком, якщо
задовольняє умову
,
або
.
Останній шостий випадок приводить до
рівняння
,
яке при
має розв’язки
,
а при
розв’язків не має. Окремо зауважимо,
що при
розв’язком рівняння буде довільне
.
Одержані результати виносимо на координатну площину .
Для точок прямих та відповіді вказано на карточці.
Розглянемо частинні випадки при деяких конкретних значеннях параметрів.
Нехай
.
Рівняння матиме вид
.
Пряма
перетинає графік по зонах 4, 3, 2, 1, 4.
Залежно від областей, де вона проходить,
одержуємо відповідь: при
розв’язків нема; при
;
при
;
при
.
Нехай
.
Рівняння має вид
.
Точка
знаходиться у зоні 4, а для даної області
рівняння розв’язків не має.
Приклад 5. Розв’язати нерівність
.
Розв’язання. Замінимо нерівність рівносильною сукупністю двох систем
та
,
звідки отримуємо
та
.
Для відшукання розв’язків одержаних
систем обмежимося розглядом випадку
,
оскільки параметр
входить у запис нерівності у парному
степені. Розглянемо наступні випадки.
1). Якщо
,
то виконується умова
і розв’язками нерівності будуть ті
значення
,
для яких
.
2). При
дістаємо, що
і розв’язками нерівності будуть
та
.
3). Нехай
.
Тоді виконуватиметься нерівність
і розв’язками заданої нерівності будуть
.
4). У випадку, коли
дістаємо
,
що дозволяє отримати розв’язки нерівності
у виді
.
Одержані результати зведемо у наступну карточку.
Точки прямих та можна відносити до довільної області, яка до них прилягає.
Розглянемо частинні випадки.
Нехай
.
Нерівність набуде виду
.
Пряма
перетинає графік в областях 1, 2 та 1.
Прослідковуючи, в яких областях вона
проходить, записуємо відповідь: при
;
при
.
Нехай
.
Нерівність запишеться у виді
.
Точка
знаходиться в області 1, тому відповідь
отримуємо у виді
.
Приклад 6. Розв’язати рівняння
.
Розв’язання. Розглянемо наступні випадки.
1). Нехай .
Тоді при
рівняння запишеться у виді
і матиме розв’язки
при
.
Якщо
,
то розв’язків у цьому випадку не буде.
При
отримуємо рівняння
з розв’язком
при умові, що виконується нерівність
тобто
.
При
дістаємо рівняння
,
яке матиме розв’язки
при
та не матиме розв’язків при
.
2). При
рівняння має розв’язки
при
та не матиме розв’язків при
.
3). Нехай
.
Тоді
.
При
дістаємо рівняння
з розв’язками
при
.
Якщо
,
то розв’язків у цьому випадку не буде.
При
отримуємо рівняння
.
Значення
буде розв’язком при умові, що виконується
нерівність
тобто
.
При
дістаємо рівняння
,
яке матиме розв’язки
при
та не матиме розв’язків при
.
Одержані результати заносимо у наступну карточку.
Розглянемо частинні випадки.
Нехай
.
Рівняння набуває виду
.
Пряма
перетинає графік по областях 7, 6, 5, 4 та
3. У залежності від області, де вона
проходить, отримуємо відповідь: при
;
при
;
при
розв’язків нема; при
;
при
.
Нехай
.
Рівняння запишеться у виді
.
Точка
знаходиться в області 3, тому відповідь
отримуємо у виді
.
Зрозуміло, що аналогічні карточки можна складати і з інших тем. Наведемо зразки ще декількох карточок, не пропонуючи міркувань, які приводять до їх створення.
Відповіді
Розділ 1. 1. При
.
2.
.
3.
.
4. При жодному. 5. При
.
6. При
.
7.
та
.
8.
.
9.
.
10.
.
11.
та
при
;
при
;
при
.
При інших значеннях
розв’язків нема. 12.
.
13.
.
14.
.
15.
.
16. Вказівка. Використати теорему
Вієта для коренів обох рівнянь 17.
.
18.
.
19. -21. 20. Якщо
,
то
.
Якщо
,
то
.
Тут
,
.
При інших значеннях
корені не існують. 21.
та
при
;
та
при
;
та
при
;
,
та
при
;
та
при
.
22.
.
23. Мінімальне значення
,
максимальне значення
.
24.
.
25.
.
26.
та
.
27.
.
28.
.
29.
.
30.
.
Розділ 2. 1.
.
2.
.
3.
.
4. Вказівка. Функція
у точках
та
приймає значення різних знаків. 5.
.
6.
.
7.
.
8. 11 при
.
9.
при
.
10.
.
11. При
та довільному
,
або при
.12.
.
13.
.
14.
при
.
Для інших значень
критичних точок нема. 15. При
таких інтервалів нема. При
зростає на проміжку
.
При
зростає на всій числовій осі. 16.
та
.
17.
.
18.
.
19.
.
20.
або
.
21.
.
22.
при
.
При інших значеннях
розв’язків нема. 23.
та
при
.
При інших значеннях
розв’язків нема. 24.
при
.
При інших значеннях
розв’язків нема. 25.
.
Розділ 3. 1.
.
2.
.
3.
та 100 при
.
При інших
розв’язків нема. 4.
при
.
Для інших
розв’язків нема. 5.
.
6.
.
7.
.
8.
при
.
Для інших
розв’язків нема. 9.
або
.
10.
.
11.
.
12.
.
13.
.
14. При жодному. 15.
та
.
Розділ 4. 1. Чотири при
,
три при
,
два при
та при
.
При
жодного. 2. Чотири при
,
три при
,
два при
та при
.
При
жодного. 3. Один при
,
два при
.
4. Два при
,
один при
.
При
жодного. 5. Два при
,
чотири при
,
три при
.
6.
.
7.
.
8. Відповідь. 4 при
та
;
8 при
;
6 при
;
2 при
.
При інших
розв’язків нема. 9. 2 при
;
4 при
та
;
6 при
;
8 при
.
При інших
розв’язків нема. 10.
.
11.
.
12.
.
13.
.
14.
та
.
15.
.
16. .
.
17.
та
.
18.
.
19.
.
20. При
та
.
21.
.
22.
та
.
23.
.24.
та
.
25.
та
.
26.
та
.
27.
.
28. Один при
та
;
два при
,
та
;
три при
.
При інших
розв’язків нема. 29. Два при
,
безліч при
.
При інших значеннях
розв’язків нема.
Розділ 5. 1.
при
.
При
та
.
При інших
розв’язків нема. 2.
при
.
При
та
.
При інших
розв’язків нема. 3.
при
.
При інших
розв’язків нема. 4. Множина точок,
розташованих нижче від параболи
.
5. . Корені існують при
.
При
відстань між коренями найбільша і
дорівнює 6. 6.
та
при
.
При інших
розв’язків нема. 7.
при
.
При інших
розв’язків нема. 8.
при
,
при
.
9. Частину площини
,
для точок якої виконується нерівність
.
10.
.
11.
.
Розділ 6. 1.
та
при
та
;
при
.
2.
та
при
;
при
;
при
;
при
.
3.
та
при
;
,
якщо
або
;
при
.
4.
та
при
;
,
якщо
;
при
;
при
;
,
якщо
.
5.
.
6.
.
7.
та
.
8. Вказівка. Розглянути вирази
та
.
9.
.
10.
.
11.
.
12.
.
13. При
.
14.
при
;
та
при
;
при
.
15. Два при
,
один при
та жодного при інших значеннях
.
16. Три при
,
один при
.
17. При
,
або
,
або
.
18.
при
;
при
;
та
при
;
при
.
19.
при
;
при
;
та
при
;
при
.
20.
,
.
Вказівка. Записати ліву частину рівняння
у виді
,
де
- корінь рівняння,
- знаменник прогресії, та прирівняти
коефіцієнти многочленів. 21.
.
Розділ 7. 1.
та
.
2. При
.
3.
.
4.
.
5. 1. 6.
.
7.
.
8. 3. 9.
та
при
;
при
;
при
розв’язків нема. 10.
при
;
при
;
при
,
де
;
при
.
При інших значеннях
розв’язків нема. 11.
при
;
при
,
де
.
При інших значеннях
розв’язків нема. 12.
.
Допустимими значеннями параметра
є відрізок
.
13.
та
.
14.
.
15.
при
;
при
;
при
,
.
16.
при
;
та
при
;
при
.
17.
при
;
при інших
розв’язків нема. 18.
при
;
та
при
.
19.
.
20.
при
.
При інших
розв’язків нема. 21.
.
22. Два при
та при
,
один при
.
23.
при
.
При інших значеннях параметра
розв’язків нема. 24.
.
25.
.
26.
при
;
при
розв’язків нема. 27. При
;
при
.
28.
.
29.
.
30.
.
31.
при
;
при
.
При
розв’язків нема. 32. При
;
при
.
При інших
розв’язків нема. 33.
.
34.
при
.
35.
.
36.
.
37.
при
.
При
розв’язків нема. 38.
при
;
при
.
39.
при
;
при
;
при
.
40.
,
.
41.
при
;
при
.
42.
.
Розділ 8. 1.
.
2.
.
3.
.
4.
.
5.
.
6.
.
7.
.
8.
.
9.
.
10.
.
11.
.
12.
.
13.
.
14.
.
15.
.
16. При
розв’язками будуть пари
та
,
а якщо
- то
та
.
При інших
розв’язків нема. 17.
якщо
та
,
якщо
.
При інших
розв’язків нема. 18.
та
.
19.
.
20.
.
21. Чотири при
,
два при
та
,
три при
або
.
22.
та
.
23. При
,
.
При інших
розв’язків нема. 24.
.
25.
.
Розділ 9. 1. 1. 2. При
найменшим є число
,
а найбільшим число
.
При
навпаки. При
всі три числа рівні. 3. Три корені
та 3 при
,
два корені
та 3 при
,
один корінь
при
.
4. Вказівка: розглянути випадки
.
5.
.
6. Два розв’язки при
,
один розв’язок при
.
При інших
розв’язків нема. 7.
.
8.
.
9. На рис. 3
,
.
На рис. 4
,
.
10.
.
11.
.
12.
.
13.
.
14.
.
15.
,
якщо
.
Для інших значень
задача поставлена некоректно, оскільки
вираз
при жодному
.
16. При
,
при
,
.
При інших
розв’язків нема. 17.
.
18.
та
.
19.
.
20.
.
21.
.