Математика · 2025/26 · Отборочный этап

Единственный корень уравнения четвёртой степени

Условие

Найдите наибольшее значение параметра aa, при котором уравнение (x2−a)2+2(x2−a)+(x−a)+2=0(x^2-a)^2+2(x^2-a)+(x-a)+2=0 имеет ровно одно решение. В ответе укажите сумму найденного значения параметра aa и решения уравнения в этом случае.

О задаче · 11 класс · 14 баллов
Олимпиада
Шаг в будущее
Предмет / класс
Математика · 11 класс
Сезон / этап
2025/26 · Отборочный этап
Комплект
Вариант 1 · задача 8
Официальные баллы14 балловСумма максимумов по критериям: 98.
Сложность Popov Academy3/5 · предварительно

Для подготовки: 11 класс.

Записать идею

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

Подсказка 1

Положите t=x2−a+1t=x^2-a+1. Уравнение сведётся к t2+t=x2−xt^2+t=x^2-x.

Подсказка 2

Дополните обе части до квадратов. Получатся два квадратных уравнения по xx; сравните их дискриминанты.

Разобрать решение по шагам
01

Преобразуем уравнение

Повторяется выражение x2−ax^2-a. Дополнение до квадрата подсказывает замену t=x2−a+1t=x^2-a+1. Тогда исходное уравнение имеет вид

(t−1)2+2(t−1)+x−a+2=0,(t-1)^2+2(t-1)+x-a+2=0,

то есть t2+x−a+1=0t^2+x-a+1=0. Из замены a=x2+1−ta=x^2+1-t, поэтому

t2+x−(x2+1−t)+1=0,t2+t=x2−x.t^2+x-(x^2+1-t)+1=0,\qquad t^2+t=x^2-x.

Прибавим к обеим частям 14\frac14:

(t+12)2=(x−12)2.\left(t+\frac12\right)^2=\left(x-\frac12\right)^2.

Следовательно, t=−xt=-x или t=x−1t=x-1. Возвращаем замену:

x2+x+1−a=0илиx2−x+2−a=0.x^2+x+1-a=0\quad\text{или}\quad x^2-x+2-a=0.

Каждый переход равносилен: мы только переписали выражения, не делили на переменные и не возводили односторонне в квадрат.

02

Считаем число различных корней

Дискриминанты равны D1=4a−3D_1=4a-3 и D2=4a−7D_2=4a-7. При a<3/4a<3/4 оба отрицательны: корней нет. При a=3/4a=3/4 первое уравнение имеет единственный корень x=−1/2x=-1/2, а второе корней не имеет. При любом a>3/4a>3/4 уже первое уравнение даёт два различных корня, так что ровно один корень невозможен независимо от второго уравнения. Следовательно, подходящее значение параметра только одно: a=3/4a=3/4.

03

Записываем требуемую сумму

При a=3/4a=3/4 и x=−1/2x=-1/2 сумма равна

a+x=34−12=14.a+x=\frac34-\frac12=\frac14.
Ответ

14\frac{1}{4}.

Главная идея

Разность двух полных квадратов превращает уравнение четвёртой степени в объединение двух квадратных.

Как заметить эту идею в другой задаче

Одинаковые квадратные и линейные комбинации подсказывают замену и дополнение до квадрата.

Возможная ошибка

Нельзя искать единственный корень только у одного из двух полученных уравнений, не проверив второе.

Источник и примечания

Официальный источник

PDF организатора · страницы 8 · задача 8 ↗

Шаг в будущее · 2025/26 · математика · 11 класс · отборочный этап · вариант 1.

Авторский разбор Popov Academy.

Можете объяснить решение своими словами?

Продолжить тему: Параметры и число корней →
Учебная схема