Математика · 2025/26 · Отборочный этап

Два корня и целые значения параметра

Условие

Найдите все значения параметра aa, при каждом из которых уравнение (x−3)2+∣x−a∣=(x+2)+∣x−3∣⋅(x2−2x)x−3\sqrt{(x-3)^2}+|x-a|=(x+2)+\frac{|x-3|\cdot(x^2-2x)}{x-3} имеет 2 решения. В ответе укажите сумму целых значений параметра.

О задаче · 9 класс · 9 баллов
Олимпиада
Шаг в будущее
Предмет / класс
Математика · 9 класс
Сезон / этап
2025/26 · Отборочный этап
Комплект
Вариант 1 · задача 2
Официальные баллы9 балловСумма максимумов по критериям: 100.
Сложность Popov Academy5/5 · предварительно

Для подготовки: 9 класс.

Записать идею

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

Подсказка 1

Укажите запрещённое значение xx и раскройте модуль ∣x−3∣|x-3| отдельно слева и справа от него.

Подсказка 2

После преобразования к ∣x−a∣=F(x)|x-a|=F(x) выразите параметр: a=x+F(x)a=x+F(x) или a=x−F(x)a=x-F(x). Найдите вершины парабол и значения в концах разрешённых промежутков.

Разобрать решение по шагам
01

Раскроем модуль по обе стороны запрета

Уравнение определено только при x≠3x\ne3; (x−3)2=∣x−3∣\sqrt{(x-3)^2}=|x-3|. При x<3x<3 отношение ∣x−3∣x−3=−1\frac{|x-3|}{x-3}=-1. Получаем

3−x+∣x−a∣=x+2−(x2−2x),∣x−a∣=−x2+4x−1=3−(x−2)2.\begin{aligned}3-x+|x-a|&=x+2-(x^2-2x),\\[0.45em]|x-a|&=-x^2+4x-1=3-(x-2)^2.\end{aligned}

При x>3x>3 отношение равно 11:

x−3+∣x−a∣=x+2+x2−2x,∣x−a∣=x2−2x+5=(x−1)2+4.\begin{aligned}x-3+|x-a|&=x+2+x^2-2x,\\[0.45em]|x-a|&=x^2-2x+5=(x-1)^2+4.\end{aligned}
02

Выразим параметр через возможный корень

Равенство ∣x−a∣=F(x)|x-a|=F(x) при F(x)≥0F(x)\ge0 означает a=x+F(x)a=x+F(x) или a=x−F(x)a=x-F(x). Для x<3x<3 правая часть неотрицательна только при L≤x<3L\le x<3, где L=2−3L=2-\sqrt3. Поэтому нужно рассмотреть две параболы на этом промежутке:

a=−x2+5x−1=214−(x−52)2,a=-x^2+5x-1=\frac{21}4-\left(x-\frac52\right)^2,
a=x2−3x+1=(x−32)2−54.a=x^2-3x+1=\left(x-\frac32\right)^2-\frac54.

У первой максимум 21/421/4 при x=5/2x=5/2, у второй минимум −5/4-5/4 при x=3/2x=3/2. В левом конце обе дают a=La=L. При запрещённом правом конце x=3x=3 их значения равны соответственно 55 и 11.

03

Посчитаем пересечения на левом промежутке

Горизонтальная прямая с заданным значением aa пересекает возрастающую или убывающую часть каждой параболы не более одного раза. На промежутке [−5/4,L][-5/4,L] основную роль играет вторая парабола: в её минимуме один корень, выше — два. При a=La=L левый корень обеих парабол совпадает и считается один раз. Для L<a<1L<a<1 остаётся по одному корню каждой параболы. Поэтому ровно два корня получаются при −5/4<a<1-5/4<a<1. Второй случай двух пересечений даёт первая парабола при 5<a<21/45<a<21/4. При a=1a=1 или a=5a=5 один из возможных корней равен запрещённому 33; при a=21/4a=21/4 две точки сливаются в вершине.

Параметр aaКорней слева от 33Граница
a<−54a<-\frac5400Ни одна ветвь не достигает уровня
a=−54a=-\frac5411Минимум нижней параболы
−54<a<1-\frac54<a<122Общий корень при a=La=L считаем один раз
1≤a≤51\le a\le511При a=1a=1 или 55 исключён корень x=3x=3
5<a<2145<a<\frac{21}{4}22Две стороны верхней параболы
a=214a=\frac{21}{4}11Максимум верхней параболы
a>214a>\frac{21}{4}00Уровень выше обеих ветвей
04

Проверим правый промежуток и целые параметры

При x>3x>3 получаем a=x2−x+5a=x^2-x+5 или a=−x2+3x−5a=-x^2+3x-5. Первая ветвь строго возрастает от 1111 до бесконечности, вторая строго убывает от −5-5 до минус бесконечности. Поэтому справа ровно один корень при a>11a>11 или a<−5a<-5, и ни одного при остальных параметрах. В этих двух внешних промежутках слева корней нет. Итак, ровно два решения исходного уравнения имеют место при

a∈(−54,1)∪(5,214).a\in\left(-\frac54,1\right)\cup\left(5,\frac{21}4\right).

Целые значения здесь — −1-1 и 00, их сумма равна −1-1.

ПараметрСлева от 33Справа от 33Всего
a<−5a<-5001111
−5≤a<−54-5\le a<-\frac54000000
a=−54a=-\frac54110011
−54<a<1-\frac54<a<1220022
1≤a≤51\le a\le5110011
5<a<2145<a<\frac{21}{4}220022
a=214a=\frac{21}{4}110011
214<a≤11\frac{21}{4}<a\le11000000
a>11a>11001111
Ответ

Все параметры: a∈(−54,1)∪(5,214)a\in(-\frac{5}{4},1)\cup(5,\frac{21}{4}). Сумма целых значений: −1-1.

Главная идея

Выразить параметр через возможный корень и посчитать горизонтальные пересечения разрешённых частей парабол.

Как заметить эту идею в другой задаче

Когда параметр находится внутри модуля, число корней можно искать через ветви зависимости параметра от корня.

Возможная ошибка

Вернуть запрещённый x=3x=3 или дважды посчитать корень, общий двум ветвям при нулевом модуле.

Источник и примечания

Официальный источник

PDF организатора · страницы 1 · задача 2 ↗

Шаг в будущее · 2025/26 · математика · 9 класс · отборочный этап · вариант 1.

Авторский разбор Popov Academy.

Можете объяснить решение своими словами?

Следующий учебный шаг

Попробуй похожую задачу

Учебная схема