Вопрос:

4. Для каждого значения параметра а решить неравенство Va² - x² ≥ a + 1.

Ответ:

Решение:

Неравенство: \( \sqrt{a^2 - x^2} \ge a + 1 \).

Для начала наложим ограничения:

  1. Подкоренное выражение должно быть неотрицательным: \( a^2 - x^2 \ge 0 \), что означает \( -|a| \le x \le |a| \).

Рассмотрим два случая в зависимости от знака \( a + 1 \).

Случай 1: \( a + 1 < 0 \), то есть \( a < -1 \).

В этом случае правая часть неравенства отрицательна, а левая часть (квадратный корень) неотрицательна. Следовательно, неравенство выполняется для всех \( x \), удовлетворяющих ограничению \( a^2 - x^2 \ge 0 \).

\( a^2 - x^2 \ge 0 \) \(\implies\) \( x^2 \le a^2 \) \(\implies\) \( -|a| \le x \le |a| \).

Так как \( a < -1 \), то \( |a| = -a \). Таким образом, \( a \le x \le -a \).

Случай 2: \( a + 1 \ge 0 \), то есть \( a \ge -1 \).

В этом случае мы можем возвести обе части неравенства в квадрат, так как обе части неотрицательны:

\[ (\sqrt{a^2 - x^2})^2 \ge (a + 1)^2 \]\[ a^2 - x^2 \ge a^2 + 2a + 1 \]\[ -x^2 \ge 2a + 1 \]\[ x^2 \le -(2a + 1) \]

Это неравенство имеет решения только если \( -(2a + 1) \ge 0 \), то есть \( 2a + 1 \le 0 \), что означает \( a \le -0.5 \).

Объединяем условия для этого случая: \( a \ge -1 \) и \( a \le -0.5 \), то есть \( -1 \le a \le -0.5 \).

При этих условиях \( x^2 \le -(2a + 1) \), что означает \( -\sqrt{-(2a + 1)} \le x \le \sqrt{-(2a + 1)} \).

Также нужно учесть ограничение \( -|a| \le x \le |a| \).

Так как \( -1 \le a \le -0.5 \), то \( |a| = -a \). Следовательно, \( a \le x \le -a \).

Нам нужно найти пересечение интервалов \( [-\sqrt{-(2a + 1)}; \sqrt{-(2a + 1)}] \) и \( [a; -a] \).

Заметим, что \( -(2a + 1) = -2a - 1 \) и \( a^2 \ge -2a - 1 \) (так как \( a^2 + 2a + 1 = (a+1)^2 ≥ 0 \)).

Сравним \( a^2 \) и \( -(2a+1) \). \( a^2 - (-(2a+1)) = a^2 + 2a + 1 = (a+1)^2 ≥ 0 \).

Следовательно, \( a^2 \ge -(2a+1) \).

Если \( a \in [-1, -0.5] \), то \( a \le 0 \), поэтому \( a \le -\sqrt{-(2a+1)} \) и \( -a \ge \sqrt{-(2a+1)} \).

Таким образом, при \( -1 \le a \le -0.5 \) решением будет \( -\sqrt{-(2a + 1)} \le x \le \sqrt{-(2a + 1)} \).

Итог:

  • При \( a < -1 \): \( a \le x \le -a \).
  • При \( -1 \le a \le -0.5 \): \( -\sqrt{-(2a + 1)} \le x \le \sqrt{-(2a + 1)} \).
  • При \( a > -0.5 \): решений нет.

Ответ: \( x \in [a; -a] \) при \( a < -1 \); \( x \in [-\sqrt{-2a-1}; \sqrt{-2a-1}] \) при \( -1 \le a \le -0.5 \); решений нет при \( a > -0.5 \).

Подать жалобу Правообладателю

Похожие