Вопрос:

Решить неравенство \(\frac{2a}{x} - \frac{1}{x-1} > 1\) при \(0 < a \leq 2\).

Ответ:

Решение:

Для решения неравенства \(\frac{2a}{x} - \frac{1}{x-1} > 1\) сначала перенесём все члены в одну сторону:

\[
\frac{2a}{x} - \frac{1}{x-1} - 1 > 0
\]

Приведём к общему знаменателю \(x(x-1)\):

\[
\frac{2a(x-1) - x - x(x-1)}{x(x-1)} > 0
\] \[
\frac{2ax - 2a - x - x^2 + x}{x(x-1)} > 0
\] \[
\frac{-x^2 + 2ax - 2a}{x(x-1)} > 0
\]

Умножим обе части на -1, изменив знак неравенства:

\[
\frac{x^2 - 2ax + 2a}{x(x-1)} < 0
\]

Рассмотрим числитель \(x^2 - 2ax + 2a = 0\). Дискриминант \(D = (2a)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 2a = 4a^2 - 8a = 4a(a-2)\).

Так как \(0 < a \leq 2\), то \(a-2 \leq 0\), следовательно \(D = 4a(a-2) \leq 0\).

Если \(D = 0\) (при \(a=2\)), то \(x^2 - 4x + 4 = 0\), \((x-2)^2 = 0\), \(x=2\). Если \(D < 0\) (при \(0 < a < 2\)), то квадратный трёхчлен \(x^2 - 2ax + 2a\) всегда положителен, так как коэффициент при \(x^2\) равен 1 (положительный), а \(D < 0\).

Рассмотрим два случая:

Случай 1: \(0 < a < 2\)

В этом случае числитель \(x^2 - 2ax + 2a > 0\) для всех \(x\). Неравенство \(\frac{x^2 - 2ax + 2a}{x(x-1)} < 0\) сводится к \(x(x-1) < 0\), что даёт \(0 < x < 1\).

Случай 2: \(a = 2\)

В этом случае числитель \(x^2 - 4x + 4 = (x-2)^2\). Неравенство становится \(\frac{(x-2)^2}{x(x-1)} < 0\).

Так как \((x-2)^2 \geq 0\), то для выполнения неравенства необходимо, чтобы \((x-2)^2 \neq 0\) и \(x(x-1) < 0\).

\((x-2)^2 \neq 0\) означает \(x \neq 2\).

\(x(x-1) < 0\) означает \(0 < x < 1\).

Таким образом, при \(a=2\) решением будет \(0 < x < 1\).

Объединяя оба случая, при \(0 < a \leq 2\), решение неравенства \(\frac{x^2 - 2ax + 2a}{x(x-1)} < 0\) всегда \(0 < x < 1\).

Сравниваем с предложенными вариантами.

Вариант c. \(0 < x < 1\) соответствует полученному решению.

Ответ: c.

Подать жалобу Правообладателю