Найдите все значения a, при каждом из которых неравенство
3a(a−2)−(a−2)(2x+2+2)≤(x2−4x)(2x+2+2)−3ax2+12ax имеет решения на промежутке (0;1].
Решение
Решим неравенство:
3a(a−2)−(a−2)(2x+2+2)⩽(x2−4x)(2x+2+2)−3ax2+12ax. Перенесём всё в левую часть:
3a(a−2)−(a−2)(2x+2+2)−(x2−4x)(2x+2+2)+3ax2−12ax⩽0. Сгруппируем:
3a(a−2+x2−4x)−(2x+2+2)(a−2+x2−4x)⩽0. Вынесем общий множитель:
(a−2+x2−4x)(3a−2x+2−2)⩽0. Получили неравенство:
(a−(2+4x−x2))(a−32x+2+2)⩽0. Обозначим:
a1=2+4x−x2,a2=32x+2+2. Тогда неравенство имеет вид:
(a−a1)(a−a2)⩽0. Произведение двух множителей неположительно, когда множители имеют разные знаки или один из них равен нулю. Это означает, что число a должно находиться между числами a1 и a2.
Значит, для каждого фиксированного x параметр a должен лежать между графиками
a=2+4x−x2иa=32x+2+2. При x=0 получаем
a(0)=2+4⋅0−02=2,a(0)=320+2+2=34+2=2. То есть графики имеют общую точку (0;2).
При x=1 получаем
a(1)=2+4⋅1−12=5,a(1)=321+2+2=38+2=310.
Построим графики этих функций на x∈(0;1].
По рисунку получаем, что неравенство имеет решения на промежутке (0;1] при
a∈(2;5]. Ответ: a∈(2;5].