Решим уравнение:
rac{x^2 - (7 - 3a)x - 21a}{\sqrt{x^2-x-2}} = 0
Уравнение имеет смысл, если:
x2 - x - 2 > 0
Найдем корни квадратного уравнения x2 - x - 2 = 0.
D = (-1)2 - 4 * 1 * (-2) = 1 + 8 = 9
x1 = (1 + √9) / 2 = (1 + 3) / 2 = 4 / 2 = 2
x2 = (1 - √9) / 2 = (1 - 3) / 2 = -2 / 2 = -1
Таким образом, x2 - x - 2 = (x - 2)(x + 1) > 0.
Решением данного неравенства является интервал (-∞; -1) ∪ (2; +∞).
Теперь решим уравнение:
x2 - (7 - 3a)x - 21a = 0
Чтобы уравнение имело единственное решение, дискриминант должен быть равен 0.
D = (7 - 3a)2 - 4 * 1 * (-21a) = 49 - 42a + 9a2 + 84a = 9a2 + 42a + 49
9a2 + 42a + 49 = 0
(3a + 7)2 = 0
3a + 7 = 0
a = -7/3
Подставим a = -7/3 в уравнение x2 - (7 - 3a)x - 21a = 0:
x2 - (7 - 3*(-7/3))x - 21*(-7/3) = 0
x2 - (7 + 7)x + 49 = 0
x2 - 14x + 49 = 0
(x - 7)2 = 0
x = 7
Так как x = 7 принадлежит интервалу (-∞; -1) ∪ (2; +∞), то при a = -7/3 уравнение имеет единственное решение.
Теперь рассмотрим случай, когда уравнение имеет два корня, но один из них не удовлетворяет условию x ∈ (-∞; -1) ∪ (2; +∞).
x2 - (7 - 3a)x - 21a = 0
D = (7 - 3a)2 + 84a = 9a2 + 42a + 49
x1 = (7 - 3a + \sqrt{9a^2 + 42a + 49}) / 2 = (7 - 3a + |3a + 7|) / 2
x2 = (7 - 3a - \sqrt{9a^2 + 42a + 49}) / 2 = (7 - 3a - |3a + 7|) / 2
Если 3a + 7 > 0, то a > -7/3, и:
x1 = (7 - 3a + 3a + 7) / 2 = 14 / 2 = 7
x2 = (7 - 3a - 3a - 7) / 2 = -6a / 2 = -3a
x1 = 7 всегда является решением, так как 7 > 2.
Чтобы x2 не был решением, должно выполняться одно из условий: -3a ∈ [-1; 2]
-1 ≤ -3a ≤ 2
1 ≥ 3a ≥ -2
1/3 ≥ a ≥ -2/3
-2/3 ≤ a ≤ 1/3
Если 3a + 7 < 0, то a < -7/3, и:
x1 = (7 - 3a - 3a - 7) / 2 = -6a / 2 = -3a
x2 = (7 - 3a + 3a + 7) / 2 = 14 / 2 = 7
Чтобы x1 не был решением, должно выполняться условие:
-3a ∈ [-1; 2]
-1 ≤ -3a ≤ 2
1 ≥ 3a ≥ -2
1/3 ≥ a ≥ -2/3
-2/3 ≤ a ≤ 1/3
Но это противоречит условию a < -7/3.
Теперь рассмотрим случай, когда x = -1 является корнем уравнения. Тогда:
(-1)2 - (7 - 3a)(-1) - 21a = 0
1 + 7 - 3a - 21a = 0
8 - 24a = 0
24a = 8
a = 1/3
В этом случае x2 = -3a = -1, что не является решением.
Ответ: a = -7/3