Найдите все значения параметра а, при каждом из ко...

作成日: 2026年4月23日

使用モデル GPT-5.4 Thinking by Chat01

質問

Найдите все значения параметра а, при каждом из которых уравнение
(|x - a - 2| + |x - a + 2|)^2 -a(|x - a - 2| + |x - a + 2|) + a^2 - 64 = 0
имеет ровно два различных корня.

思考

Refining the condition for two real t roots

The goal is to have exactly two distinct t roots, which happens when the quadratic equation has one valid y root greater than 4 (while the other root is either less than 4 or complex). For this, I need to avoid a root of 4 and ensure that the discriminant gives meaningful values for y.

Evaluating cases for valid a values

For case 1, with D=0, the value of a = ±16/√3 gives a root greater than 4 in the positive case. For case 2, conditions require one root greater than 4 and another less than 4. This happens if q(4) < 0, which means real roots on opposite sides of 4, giving valid solutions.

Thought for 42s

回答

Обозначим

t=xa,s=xa2+xa+2=t2+t+2.t=x-a,\qquad s=|x-a-2|+|x-a+2|=|t-2|+|t+2|.

Тогда уравнение принимает вид

s2as+a264=0.s^2-as+a^2-64=0.

Теперь разберём, какие значения может принимать ss.

Для функции

s=t2+t+2s=|t-2|+|t+2|

имеем:

s={4,t2,2t,t>2.s= \begin{cases} 4, & |t|\le 2,\\[2mm] 2|t|, & |t|>2. \end{cases}

Значит:

  • s4s\ge 4;
  • при s=4s=4 получаем бесконечно много t[2,2]t\in[-2,2], значит и бесконечно много xx;
  • при s>4s>4 каждому значению ss соответствуют ровно два значения tt, а значит и ровно два значения xx.

Следовательно, исходное уравнение будет иметь ровно два различных корня тогда и только тогда, когда квадратное уравнение

s2as+a264=0s^2-as+a^2-64=0

имеет ровно одно допустимое значение ss из области s>4s>4.


Рассмотрим квадратный трёхчлен

f(s)=s2as+a264.f(s)=s^2-as+a^2-64.

1) Один корень больше 4, другой меньше 4

Так как ветви параболы направлены вверх, это эквивалентно условию

f(4)<0.f(4)<0.

Считаем:

f(4)=164a+a264=a24a48=(a12)(a+4).f(4)=16-4a+a^2-64=a^2-4a-48=(a-12)(a+4).

Тогда

(a12)(a+4)<04<a<12.(a-12)(a+4)<0 \quad\Longleftrightarrow\quad -4<a<12.

В этом случае один корень по ss меньше 4, а другой больше 4, и потому получаем ровно 2 корня по xx.

2) Двойной корень s>4s>4

Нужно, чтобы дискриминант был нулём:

D=a24(a264)=2563a2=0.D=a^2-4(a^2-64)=256-3a^2=0.

Отсюда

a=±163.a=\pm \frac{16}{\sqrt3}.

Двойной корень равен

s=a2.s=\frac a2.

Чтобы он был допустим, нужно

a2>4a>8.\frac a2>4 \quad\Longleftrightarrow\quad a>8.

Из двух значений подходит только

a=163.a=\frac{16}{\sqrt3}.

Граничные значения a=4a=-4 и a=12a=12 не подходят, потому что тогда s=4s=4, а это даёт бесконечно много корней.

Итак, ответ:

a(4,12){163}.\boxed{a\in(-4,\,12)\cup\left\{\frac{16}{\sqrt3}\right\}.}

このQ&Aを共有