Найдите все значения параметра a, при каждом из которых уравнение
∣cos2x+2sinx−4a∣=cos2x+sinx+4a имеет на промежутке [−2π;0) единственный корень.
Решение
Уравнение ∣f(x)∣=g(x) равносильно системе
⎩⎨⎧f(x)=g(x),f(x)=−g(x),g(x)≥0. ⎩⎨⎧cos2x+2sinx−4a=cos2x+sinx+4a,cos2x+2sinx−4a=−cos2x−sinx−4a,cos2x+sinx+4a≥0;⎩⎨⎧sinx=8a,(1)2cos2x+3sinx=0,(2)1−sin2x+sinx+4a≥0.(∗) 1 случай:
sinx=8a. Найдём, при каких a решение sinx=8a удовлетворяет ограничению (*):
1−64a2+8a+4a≥0,64a2−12a−1≤0. D=144+256=400; a1=12812+20=41,a2=12812−20=−161.
a∈[−161;41]. Заметим, что f(x)=sinx на промежутке [−2π;0) принимает все значения из промежутка [−1;0) ровно по одному разу. Значит, уравнение (1) имеет на промежутке [−2π;0) единственное решение при
−1≤8a<0,−81≤a<0. Пересекаем найденные промежутки:
a∈[−161;0). 2 случай:
2cos2x+3sinx=0,2−2sin2x+3sinx=0, t=sinx,2t2−3t−2=0; D=9+16=25; t1=43+5=2,t2=43−5=−21. t=2 не подходит, тогда sinx=−21,x=−6π+2πk,x=−65π+2πk,k∈Z.
Заметим, что промежутку [−2π;0) принадлежит только x=−6π. Найдём, при каких ax=−6π удовлетворяет ограничению (*):
1−41−21+4a≥0,4a≥−41,a≥−161. Рассмотрим совпадение решений sinx=8a и sinx=−21: 8a=−21,a=−161. Начертим ось параметра. Нанесём на неё найденные решения и для каждого из них отметим значения параметра, при которых они существуют. Перемычками покажем совпадения корней. Запустим вертикальную считывающую прямую. Количество точек её пересечений с графиком -- число решений. Под рисунком подпишем количество корней на каждом полученном промежутке и на их границах. Выберем те значения параметра, при которых ровно одно решение:
Получаем, что ровно одно решение будет при a∈{−161}∪[0;+∞).