Math Problem Statement

Найти все значения a при которых существует решение неравенства с двумя переменными x и y: 5abs(x-2)+3abs(x+a)<=sqrt(4-y**2)+7

Solution

Рассмотрим неравенство:
5x2+3x+a4y2+75 \cdot |x - 2| + 3 \cdot |x + a| \leq \sqrt{4 - y^2} + 7

Чтобы найти все значения aa, при которых существует решение этого неравенства, необходимо проанализировать его свойства.


Шаги решения:

  1. Область определения: 4y2 определено, если 2y2.\sqrt{4 - y^2} \text{ определено, если } -2 \leq y \leq 2. Значит, yy лежит в интервале [2,2][-2, 2].

  2. Анализ функции 4y2\sqrt{4 - y^2}:
    4y2 принимает значения от 0 до 2.\sqrt{4 - y^2} \text{ принимает значения от } 0 \text{ до } 2. Следовательно, правая часть неравенства лежит в интервале [7,9][7, 9]: 74y2+79.7 \leq \sqrt{4 - y^2} + 7 \leq 9.

  3. Оценка левой части: 5x2+3x+a.5 \cdot |x - 2| + 3 \cdot |x + a|. Это линейная кусочно-заданная функция, которая всегда неотрицательна.

  4. Необходимое условие существования решения:
    Для того чтобы неравенство было выполняемо, максимум левой части неравенства должен быть меньше либо равен максимуму правой части (99).

  5. Анализ 5x2+3x+a5 \cdot |x - 2| + 3 \cdot |x + a|:

    • Минимальное значение 5x2+3x+a5 \cdot |x - 2| + 3 \cdot |x + a| достигается, когда x=2x = 2 и x=ax = -a одновременно.
    • Максимальное значение зависит от aa и выбора xx так, чтобы обе абсолютные величины максимально увеличились.

Условие на aa:

Максимум выражения 5x2+3x+a5 \cdot |x - 2| + 3 \cdot |x + a| при всех xRx \in \mathbb{R} должен удовлетворять: 5x2+3x+a9.5 \cdot |x - 2| + 3 \cdot |x + a| \leq 9.

  1. При x=2x = 2: 522+32+a=3a+295 \cdot |2 - 2| + 3 \cdot |2 + a| = 3 \cdot |a + 2| \leq 9. a+233a+235a1.|a + 2| \leq 3 \quad \Rightarrow \quad -3 \leq a + 2 \leq 3 \quad \Rightarrow \quad -5 \leq a \leq 1.

  2. Проверка краевых точек для максимума: Если x=ax = -a, то 5x2+3x+a5 \cdot |x - 2| + 3 \cdot |x + a| также остается в пределах интервала [5,1][-5, 1].


Ответ:

Для всех значений параметра a[5,1]a \in [-5, 1] существует хотя бы одно решение данного неравенства.


Хотите разобрать шаги подробнее или задать уточняющие вопросы?

Вопросы для расширения:

  1. Как влияет ограничение на yy на общий вид решения?
  2. Какие типы функций можно рассматривать вместо абсолютных значений?
  3. Почему необходимо анализировать обе стороны неравенства?
  4. Как интерпретировать результат, если aa выходит за пределы [5,1][-5, 1]?
  5. Как исследовать зависимость решений от конкретных значений aa?

Совет:

При работе с неравенствами, содержащими модули, всегда важно исследовать возможные случаи для каждой точки, где выражения внутри модулей обращаются

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Inequalities
Absolute Value
Square Root Functions

Formulas

5 * |x - 2| + 3 * |x + a| <= sqrt(4 - y^2) + 7
|a + 2| <= 3

Theorems

Properties of Absolute Value
Domain of Square Root Functions

Suitable Grade Level

Grades 10-12