Методы решения уравнений, содержащих параметр (стр. 4 из 13)

Составим дискриминант уравнения (3):

=(2а+ l)2 — (а — 1) (4а+3). После упрощений получаем = 5а+4.

Из уравнения

=0 находим — второе контрольное значение параметра а. При этом если , то D < 0; если , то D ≥ 0; и .

Таким образом, осталось решить уравнение (3) в случае, когда

и в случае, когда и .

Если

, то уравнение (3) не имеет действительных корней;

если же

и , то находим ;

если

, то и тогда .

Ответ: 1) если

, то корней нет;

2) если а = 1, то х =

;

3) если

, то ;

4) если

, то .

Дробно-рациональные уравнения, содержащие параметр, сводящиеся к линейным

Процесс решения дробно-рациональных уравнений протекает по обычной схеме: данное уравнение заменяется целым путем умножения обеих частей уравнения на общий знаменатель левой и правой его частей. После чего учащиеся решают известным им способом целое уравнение, исключая посторонние корни, то есть числа, которые обращают общий знаменатель в нуль. В случае уравнений с параметрами эта задача более сложная. Здесь, чтобы посторонние корни исключить, требуется находить значение параметра, обращающее общий знаменатель в нуль, то есть решать соответствующие уравнения относительно параметра (см. [1]).

Пример. Решить уравнение

. (4)

Решение. Значение а=0 является контрольным. При a=0 уравнение (4) теряет смысл и, следовательно, не имеет корней. Если а≠0, то после преобразований уравнение (4) примет вид:

х2+2 (1 — а) х +а2 — 2а — 3=0. (5)

Найдем дискриминант уравнения (5)

= (1 — a)2 — (a2 — 2а — 3) = 4. Находим корни уравнения (5): х1 =а + 1, х2 = а — 3. При переходе от уравнения (4) к уравнению (5) расширилась область определения уравнения (4), что могло привести к появлению посторонних корней. Поэтому необходима проверка.

Проверка. Исключим из найденных значений х такие, при которых х1+1=0, х1+2=0, х2+1=0, х2+2=0.

Если х1+1=0, т. е. (а+1)+1=0, то а = - 2.

Таким образом, при а = - 2 х1-посторонний корень уравнения (4).

Если х1+2=0, т. е. (а+1)+2=0, то а = - 3.

Таким образом, при а = - 3 x1- посторонний корень уравнения (4).

Если х2+1 =0, т. е. (а-3)+1=0, то а=2.

Таким образом, при а=2 х2 - посторонний корень уравнения (4)'.

Если х2+2=0, т. е. (а - 3)+2=0, то а=1.

Таким образом, при а = 1 х2- посторонний корень уравнения (4).

При а = - 3 получаем х= - 6; при a = - 2 х = - 5;

При a=1 х = 1+1=2; при a=2 х=2+1=3. Итак, можно записать

Ответ: 1) если a = - 3, то х = - 6;

2) если a = -2, то х = - 5;

3) если a=0, то корней нет;

4) если a = 1, то х=2;

5) если а=2, то х=3;

6) если

, то х1 = а + 1, х2 = а – 3.

Иррациональные уравнения, содержащие параметр

Главными особенностями при решении уравнений такого типа являются:

ограничение области определения неизвестной х, так как она меняется в зависимости от значения параметра.

в решении уравнений вида

при возведении в квадрат необходимо учитывать знак и проводить проверку корней.

При рассмотрении всех особых случаев и возведении обеих частей иррационального уравнения в квадрат мы переходим к решению квадратного уравнения с параметром.

Рассмотрим несколько примеров и попробуем заметить эти особенности при решении (см. [1]).

Пример. Решить уравнение х -

= 1. (6)

Решение: метод решения: возведем в квадрат обе части иррационального уравнения с последующей проверкой полученных решений.

Перепишем исходное уравнение в виде:

(7)

При возведении в квадрат обеих частей исходного уравнения и проведения тождественных преобразований получим:

2х2 – 2х + (1 - а) = 0, D = 2а – 1.

Особое значение: а = 0,5. Отсюда:

при а > 0,5 х1,2 = 0,5∙(1 ±

);

при а = 0,5 х = 0,5;

при а <0,5 уравнение не имеет решений.

Проверка:

при подстановке х = 0,5 в уравнение (7), равносильное исходному, получим неверное равенство. Значит, х = 0,5 не является решением (7) и уравнения (6).

при подстановке х2 = 0,5 ( 1 -

) в (7) получим:

-0,5 ( 1 +

) =

Так как левая часть равенства отрицательна, то х2 не удовлетворяет исходному уравнению.

Подставим х1 = 0,5 ( 1 +

) в уравнение (7):

.

Проведя равносильные преобразования, получим:

Если

, то можно возвести полученное равенство в квадрат:

.

Имеем истинное равенство при условии, что

.

Это условие выполняется, если а≥1. Так как равенство истинно при а≥1, а х1 может быть корнем уравнения (6) при а > 0,5, следовательно, х1– корень уравнения при а≥1.

Ответ.

при а ≥ 1 х = 0,5∙(1 +

);

при а <1 уравнение не имеет решений.

Показательные уравнения, содержащие параметр

Большинство показательных уравнений с параметрами сводится к показательным уравнениям вида: а f (x) = b φ(х) (*), где а>0, b>0.

Область допустимых значений такого уравнения находится как пересечение областей допустимых значений функций f(x) и φ (х). Для решения уравнения (*) необходимо рассмотреть следующие случаи:

При а=b=1 решением уравнения (*) является область его допустимых значений D.

При а=1, b≠1 решением уравнения (*) служит решение уравнения φ(х)=0 на области допустимых значений D.

При а≠1, b=1 решение уравнения (*) находится как решение уравнения f(х) = 0 на области D.

При а=b (а>0, а≠1, b>0, b≠1) уравнение (*) равносильно уравнению f(х) = φ(х) на области D.

При а≠b (а>0, а≠1, b>0, b≠1) уравнение (*) тождественно уравнению

(c>0, c≠1) на области D (см. [1]).

Пример. Решить уравнение: а х + 1 = b 3 – х

Решение. ОДЗ уравнения: х

R, а > 0, b >0.

1) При а ≤ 0, b ≤ 0 уравнение не имеет смысла;

2) При а = b = 1, х

R;

3) При а = 1, b ≠ 1 имеем: b 3 – х = 1 или 3 – х = 0

х = 3;

4) При а ≠ 1, b = 1 получим: а х + 1 = 1 или х + 1 = 0

х = -1;

5) При а = b (а > 0, а ≠ 1, b >0, b ≠ 1) имеем: х + 1 =3 – х

х = 1;

6) При

, получим: уравнение , которое не имеет решения;

7) При а ≠ b и

(а > 0, а ≠ 1, b >0, b ≠ 1) прологарифмируем исходное уравнение по основанию а, получим: