Параметры: Найдите все значения a, при которых уравнение... — задача

Условие, ответ и разбор задачи

Задача с параметромФИПИ

Найдите все значения

a

, при которых уравнение

(x+\ln(x+a))^2=(x-\ln(x+a))^2

имеет единственное решение на отрезке [

0

;

1

Решение

Запишем ОДЗ:

x + a > 0\quad\Rightarrow\quad x > -a.

Воспользуемся формулой разности квадратов:

(x + \ln(x + a))^2 - (x - \ln(x + a))^2 = 0;\\ (x + \ln(x + a) - x + \ln(x + a))\cdot (x + \ln(x + a) + x - \ln(x + a)) = 0;\\ 4\ln(x + a)\cdot x = 0.

Полученное равенство на ОДЗ равносильно следующей совокупности:

\left[ \begin{array}{l} \ln(x + a) = 0, \\ x = 0, \end{array} \right. \Rightarrow\; \left[ \begin{array}{l} x + a = 1, \\ x = 0, \end{array} \right. \Rightarrow\; \left[ \begin{array}{l} x = 1 - a, \\ x = 0. \end{array} \right.

Проанализируем полученные корни:

1) Корень

x = 1 - a

:

Выясним, при каких

a

данный корень принадлежит отрезку

[0; 1]

0 \leqslant x \leqslant 1;\\ 0 \leqslant 1 - a \leqslant 1; \\ -1 \leqslant -a \leqslant 0;\\ 0 \leqslant a \leqslant 1.

Таким образом,

x = 1 - a

принадлежит отрезку

[0; 1]

при

a \in \left[0; 1\right]

.

Значение

x = 1 - a

при всех

a

принадлежит ОДЗ.
2) Корень

x = 0

:

Данный корень всегда принадлежит отрезку

[0; 1]

.

Значение

x = 0

принадлежит ОДЗ при

a \in (0; +\infty)

.

Таким образом, на отрезке

[0; 1]

уравнение имеет единственный корень в следующих случаях:
1) Оба корня существуют и совпадают:

1 - a = 0 \quad\Rightarrow\quad a = 1.

2) Корень

x = 0

существует, а корень

x = 1 - a

не принадлежит отрезку

[0; 1]

Это происходит при

a \in \left(1; +\infty\right)

.
3) Корень

x = 0

не принадлежит ОДЗ, а корень

x = 1 - a

лежит внутри отрезка

[0; 1]

. Это происходит при

a = 0

.

Объединяя случаи, получаем:

a \in \{0\} \cup \left[1;+\infty\right).

Ответ:

\{0\} \cup \left[1;+\infty\right)

Похожие задачи