Baza wiedzy

Zbiór informacji z matematyki oraz fizyki przygotowany przez Szkołę Maturzystów

Równanie kwadratowe z wartością bezwzględną i parametrem.

Przykład:

Zbadaj liczbę rozwiązań równania ze względu na wartość parametru m:

|x2-2x-3|=m

Najłatwiej będzie tu zastosować metodę graficzną, polega ona na narysowaniu wykresu funkcji: y=|x2-2x-3|

tra

 

 

Teraz, uproszczając, traktujemy nasze m jako y, więc mamy:

Jeżeli m (-∞,0) ma 0 rozwiązań,

Jeżeli m=0, to ma 2 rozwiązania,

Jeżeli m(0,4), ma 4 rozwiązania,

Jeżeli m=4, ma 3 rozwiązania,

Jeżeli m(4,+ ∞) ma 2 rozwiązania.

 

Przykład: Dla jakich wartości parametru m równanie –x2+(m-3)|x|=0,25(m2-1) nie ma rozwiązań.

Na początek przerzućmy wszystko na jedną stronę:

–x2+(m-3)|x|-0,25(m2-1)=0,

Korzystamy ze zmiennej pomocniczej t=|x|, więc mamy

-t2+(m-3)t-0,25(m2-1)=0, pamiętając że t>0,

Teraz musimy się zastanowić kiedy to równanie nie będzie miało rozwiązań?

Na pewno gdy ∆<0, wynika z twierdzenia o miejscach zerowych.

Jeżeli ∆=0, to aby równanie pierwotne nie miało rozwiązań to t0<0,

A jeżeli ∆>0, to aby równanie pierwotne nie miało rozwiązań, dwa rozwiązania

-t2+(m-3)t-0,25(m2-1)=0 muszą być ujemne, tutaj skorzystamy ze wzorów Viete’a, by otrzymać kolejne warunki:

t1+t2<0

t1*t2>0, suma dwóch liczb ujemnych jest ujemna, ale iloczyn takich liczb będzie dodatni.

Mamy 3 przypadki, każdy obliczamy z osobna a potem sumujemy przedziały rozwiązań tego zadania:

Pierwszy przypadek:

∆<0:

∆=(m-3)2-4*(-1)*((-0,25)(m2-1)

∆=m2-6m+9-m2+1

∆=-6m+10, teraz obliczamy nasz warunek:

-6m+10<0

-6m<-10

m>, pierwszy przypadek obliczony.

 

Drugi przypadek:

∆=0

t0<0

Deltę mamy już obliczoną, przyrównujemy ją do zera:

-6m+10=0

m=

t0<0:

 

, teraz część wspólną, czyli mamy że drugi przypadek jest spełniony jeżeli m=

 

Trzeci przypadek:

∆>0

, t1+t2<0

t1*t2>0

Deltę już mamy więc ∆>0 jeżeli  m<,

t1+t2=

m-3<0

m<3

t1*t2=0,25(m2-1)

0,25(m2-1)>0

m2-1>0

m2>1

m>1                  lub               m<-1

Wyznaczając część wspólną mamy że trzeci warunek jest spełniony jeżeli

m (-∞,-1)  (1,),

Teraz sumujemy to co mamy:

m>

m=

m (-∞,-1)  (1,), Wyznaczając sumę tych przedziałów formujemy odpowiedź:

Równanie nie ma rozwiązań jeżeli m (-∞,-1)  (1, +∞).


Zadania do zrobienia

1. Zbadaj liczbę rozwiązań równania ze względu na wartość parametru m (m  R):

a) 2

b) 2

Odp.      a) brak rozwiązań dla ; dwa rozwiązania dla ; trzy rozwiązania dla ; cztery rozwiązania dla

               b) brak rozwiązań dla ; dwa rozwiązania dla ; trzy rozwiązania dla , cztery rozwiązania dla


2. Dla jakich wartości parametru m równanie x2 2  ma dwa różne rozwiązania?


Odp.


 

3. Dla jakich wartości parametru równanie 2  ma tyle samo rozwiązań dodatnich co ujemnych?

Odp.


 

4. Dla jakich wartości parametru równanie 2 2  nie ma rozwiązań?

Odp.