Математика · 2025/26 · Заключительный этап

Четыре модуля

Условие

Решите уравнение

3∣x∣−4∣x−1∣+6∣x−2∣−3∣x−4∣=2(x+2).3|x|-4|x-1|+6|x-2|-3|x-4|=2(x+2).
О задаче · 8 класс · 3 баллов
Олимпиада
Росатом
Предмет / класс
Математика · 8 класс
Сезон / этап
2025/26 · Заключительный этап
Комплект
Вариант 1 · задача 4
Официальные баллы3 баллов
Сложность Popov Academy3/5 · предварительно

Для подготовки: 8 класс.

Записать идею

Личный черновик для заметок и расчётов. Он никуда не отправляется и не проверяется.

Подсказка 1

Нули выражений под модулем — 00, 11, 22, 44. Между соседними точками каждый знак уже известен.

Подсказка 2

Рассматривайте разность левой и правой частей. На целом промежутке она тоже может быть тождественно равна нулю.

Разобрать решение по шагам
01

Найдём точки, в которых меняются знаки

Для решения нужно, чтобы разность левой и правой частей была равна нулю. Обозначим её

F(x)=3∣x∣−4∣x−1∣+6∣x−2∣−3∣x−4∣−2(x+2).\begin{aligned}F(x)={}&3|x|-4|x-1|\\[0.45em]&+6|x-2|-3|x-4|\\[0.45em]&-2(x+2).\end{aligned}

Выражения под модулями меняют знак в точках 00, 11, 22 и 44. Между соседними точками каждый модуль раскрывается одинаково на всём промежутке. Например, слева от нуля ∣x−1∣=1−x|x-1|=1-x, а справа от единицы ∣x−1∣=x−1|x-1|=x-1. Проверим все пять промежутков, включая их границы.

К этому шагу
Знаки x, x−1, x−2, x−4 на пяти промежутках0124xx−++++x − 1−−+++x − 2−−−++x − 4−−−−+В отмеченной точке соответствующее выражение равно нулю.
Схема знаков: расстояния между отметками условные. Плюс означает, что модуль раскрывается без изменения знака, минус — с противоположным знаком.
02

Разберём два левых промежутка

При x≤0x\le0 все выражения под модулями неположительны:

∣x∣=−x,∣x−1∣=1−x,∣x−2∣=2−x,∣x−4∣=4−x.\begin{aligned}|x|&=-x,& |x-1|&=1-x,\\[0.45em]|x-2|&=2-x,& |x-4|&=4-x.\end{aligned}

Подставляем все четыре выражения:

F(x)=−3x−4(1−x)+6(2−x)−3(4−x)−2x−4.\begin{aligned}F(x)={}&-3x-4(1-x)\\[0.45em]&+6(2-x)-3(4-x)\\[0.45em]&-2x-4.\end{aligned}

Собираем коэффициенты при xx и постоянные слагаемые отдельно:

(−3+4−6+3−2)x=−4x,(-3+4-6+3-2)x=-4x,
−4+12−12−4=−8,-4+12-12-4=-8,
F(x)=−4x−8.F(x)=-4x-8.

Его ноль x=−2x=-2 удовлетворяет ограничению x≤0x\le0.

При 0<x≤10<x\le1 раскрытие модулей имеет вид

∣x∣=x,∣x−1∣=1−x,∣x−2∣=2−x,∣x−4∣=4−x.\begin{aligned}|x|&=x,& |x-1|&=1-x,\\[0.45em]|x-2|&=2-x,& |x-4|&=4-x.\end{aligned}

Меняется только знак первого выражения: вместо −3x-3x появляется 3x3x. Поэтому к прежнему результату прибавляется 6x6x:

F(x)=(−4x−8)+6x=2x−8.F(x)=(-4x-8)+6x=2x-8.

Кандидат x=4x=4 не входит в 0<x≤10<x\le1, поэтому на этом промежутке решений нет.

03

Проследим следующие две смены знака

При 1<x≤21<x\le2 имеем

∣x∣=x,∣x−1∣=x−1,∣x−2∣=2−x,∣x−4∣=4−x.\begin{aligned}|x|&=x,& |x-1|&=x-1,\\[0.45em]|x-2|&=2-x,& |x-4|&=4-x.\end{aligned}

Меняется слагаемое с коэффициентом −4-4. Вместо −4(1−x)-4(1-x) теперь стоит −4(x−1)-4(x-1); их разность равна −8x+8-8x+8. Значит,

F(x)=(2x−8)+(−8x+8)=−6x.F(x)=(2x-8)+(-8x+8)=-6x.

Ноль x=0x=0 не входит в 1<x≤21<x\le2.

При 2<x≤42<x\le4 получаем

∣x∣=x,∣x−1∣=x−1,∣x−2∣=x−2,∣x−4∣=4−x.\begin{aligned}|x|&=x,& |x-1|&=x-1,\\[0.45em]|x-2|&=x-2,& |x-4|&=4-x.\end{aligned}

Теперь меняется слагаемое с коэффициентом 66: вместо 6(2−x)6(2-x) теперь 6(x−2)6(x-2), то есть добавляется 12x−2412x-24:

F(x)=−6x+(12x−24)=6x−24.F(x)=-6x+(12x-24)=6x-24.

Его ноль x=4x=4 лежит на включённой границе и подходит.

04

Поймём, откуда берётся целый луч

При x>4x>4 все выражения под модулями положительны:

∣x∣=x,∣x−1∣=x−1,∣x−2∣=x−2,∣x−4∣=x−4.\begin{aligned}|x|&=x,& |x-1|&=x-1,\\[0.45em]|x-2|&=x-2,& |x-4|&=x-4.\end{aligned}

Поэтому

F(x)=3x−4(x−1)+6(x−2)−3(x−4)−2x−4.\begin{aligned}F(x)={}&3x-4(x-1)\\[0.45em]&+6(x-2)-3(x-4)\\[0.45em]&-2x-4.\end{aligned}

Коэффициент при xx и постоянная часть оба исчезают:

3−4+6−3−2=0,4−12+12−4=0.3-4+6-3-2=0,\qquad 4-12+12-4=0.

Поэтому F(x)=0F(x)=0 для любого x>4x>4, а не только в отдельной точке. Вместе с проверенной границей x=4x=4 получаем луч [4;+∞)[4;+\infty).

Точки 00, 11, 22 уже были включены в предыдущие промежутки; значения в них равны соответственно −8-8, −6-6, −12-12 и не дают новых корней. Полный ответ:

x∈{−2}∪[4;+∞).x\in\{-2\}\cup[4;+\infty).
К этому шагу
-20124xF(x)Отдельное пересечение и целый участок на оси
Разные масштабы осей помогают видеть изломы. Решение — пересечение графика с осью: отдельная точка и весь луч.
Ответ

x=−2x=-2 или x≥4x\ge4.

Главная идея

Модули дают линейную функцию на каждом промежутке постоянных знаков. Нулём может быть отдельная точка или целый промежуток, если линейная функция тождественно исчезает.

Как заметить эту идею в другой задаче

В уравнении с несколькими модулями отметьте нули всех подмодульных выражений. Решайте по промежуткам и обязательно проверяйте, попал ли каждый кандидат в свой промежуток; равенство 0=00=0 требует отдельной трактовки.

Возможная ошибка

Принять x=4x=4 из промежутка 0<x≤10<x\le1 или оставить только отдельный корень 44, потеряв весь луч, где после раскрытия модулей получается тождество.

Источник и примечания

Официальный источник

PDF организатора · страницы 2 · задача 4 ↗

Росатом · 2025/26 · математика · 8 класс · заключительный этап · вариант 1.

Сохранён существующий учебный разбор. При этой редакции проверены преобразования формул и данные схем; нового независимого сравнения с оригиналом и официальным решением не проводилось.

Можете объяснить решение своими словами?

Продолжить тему: Модуль и целая часть →
Учебная схема