Przejdź do treści
Cała strona · Podręcznik · szkoła średnia

NOWA MATeMAtyka 1. Zakres podstawowy i rozszerzony — strona 258

rozdział 5. Funkcja liniowa · temat „R 5.8. Równania i nierówności liniowe z parametrami” · 6 zadań z rozwiązaniem

Rozwiązania: opracowanie własne

Zadanie 1

Ten przykład pokazuje, jak w trzech równaniach wyznaczyć takie wartości parametru m, które zapewniają istnienie jednego dodatniego rozwiązania.

3 podpunkty

zgodne z kluczem
Pokaż rozwiązanie
Do zeszytu

a) Po pomnożeniu przez 66: 2x−2m=3m+12,2x-2m=3m+12, czyli x=5m+122x=\frac{5m+12}{2}. Równanie zawsze ma jedno rozwiązanie, a jest ono dodatnie wtedy, gdy 5m+12>05m+12>0, zatem m>−125m>-\frac{12}{5}.

b) Mnożymy przez 44: 2mx−2m=1−2m⟹2mx=1.2mx-2m=1-2m\quad\Longrightarrow\quad2mx=1. Dla m=0m=0 równanie jest sprzeczne. Dla m≠0m\ne0 mamy x=12mx=\frac1{2m}, które jest dodatnie dokładnie dla m>0m>0.

c) mx−1=2+2x⟹(m−2)x=3.mx-1=2+2x\quad\Longrightarrow\quad(m-2)x=3. Dla m=2m=2 równanie jest sprzeczne; dla m≠2m\ne2 rozwiązanie x=3m−2x=\frac3{m-2} jest dodatnie wtedy i tylko wtedy, gdy m>2m>2.

Odpowiedź

a) m>−125m>-\frac{12}{5}; b) m>0m>0; c) m>2m>2.

Rozwiązanie: opracowanie własneWeryfikacja: zgodne z kluczem

Zadanie 2

Twoim celem jest to, by dla sześciu równań z parametrem m rozpatrzyć przypadki i określić, ile rozwiązań ma każde z nich.

6 podpunktów

zgodne z kluczem
Pokaż rozwiązanie
Do zeszytu

Sprowadzamy równania do postaci A(m)x=B(m)A(m)x=B(m).

a) (2−m)x=6(2-m)x=6. Dla m=2m=2 brak rozwiązań; dla m≠2m\ne2 jedno.

b) (m+3)x=m−2(m+3)x=m-2. Dla m=−3m=-3 otrzymujemy 0=−50=-5, więc brak rozwiązań; dla m≠−3m\ne-3 jest jedno rozwiązanie.

c) (m+1)x=(m−1)(m+1)(m+1)x=(m-1)(m+1). Dla m=−1m=-1 mamy 0=00=0, czyli nieskończenie wiele rozwiązań; dla m≠−1m\ne-1 jedno.

d) (1−2m)x=(m−12)(m+12)(1-2m)x=(m-\frac12)(m+\frac12). Dla m=12m=\frac12 obie strony są zerem, więc rozwiązań jest nieskończenie wiele; poza tym jedno.

e) (m2−1)x=m(m+1)(m^2-1)x=m(m+1). Dla m=1m=1 jest 0=20=2 — brak rozwiązań. Dla m=−1m=-1 jest 0=00=0 — nieskończenie wiele. Dla pozostałych mm jedno.

f) m(m+2)x=(m−2)(m+2)m(m+2)x=(m-2)(m+2). Dla m=0m=0 otrzymujemy 0=−40=-4 — brak rozwiązań; dla m=−2m=-2 równanie 0=00=0 — nieskończenie wiele; poza tym jedno rozwiązanie.

Odpowiedź

a) 00 dla m=2m=2, 11 dla m≠2m\ne2.
b) 00 dla m=−3m=-3, 11 dla m≠−3m\ne-3.
c) nieskończenie wiele dla m=−1m=-1, poza tym 11.
d) nieskończenie wiele dla m=12m=\frac12, poza tym 11.
e) 00 dla m=1m=1, nieskończenie wiele dla m=−1m=-1, poza tym 11.
f) 00 dla m=0m=0, nieskończenie wiele dla m=−2m=-2, poza tym 11.

Rozwiązanie: opracowanie własneWeryfikacja: zgodne z kluczem

Zadanie 3

Skupiamy się na tym, jak w sześciu równaniach zależnych od p i q sformułować warunki dające różne liczby rozwiązań.

6 podpunktów

zgodne z kluczem
Pokaż rozwiązanie
Do zeszytu

a) (2p−q)x=p−4(2p-q)x=p-4. Dla 2p≠q2p\ne q jest jedno rozwiązanie. Gdy 2p=q2p=q, otrzymujemy tożsamość tylko dla p=4,q=8p=4,q=8; dla pozostałych wartości na prostej 2p=q2p=q równanie jest sprzeczne.

b) (p−3)x=q−2(p-3)x=q-2. Dla p≠3p\ne3 jest jedno rozwiązanie. Dla p=3p=3: nieskończenie wiele, gdy q=2q=2, i brak, gdy q≠2q\ne2.

c) (p+q)x=(p−q)(p+q)(p+q)x=(p-q)(p+q). Dla p=−qp=-q jest to 0=00=0, więc rozwiązań jest nieskończenie wiele; poza tym jedno, x=p−qx=p-q.

d) (p−q)(p+q)x=p−q(p-q)(p+q)x=p-q. Dla p=qp=q równanie jest tożsamościowe. Dla p=−q≠0p=-q\ne0 jest sprzeczne. Jeśli p≠qp\ne q i p≠−qp\ne-q, istnieje jedno rozwiązanie.

e) Po rozwinięciu i skróceniu x2+pqx^2+pq: (p+q)x=0.(p+q)x=0. Dla p=−qp=-q równanie jest tożsamościowe; poza tym ma jedno rozwiązanie x=0x=0.

f) (2p−q)x=p2.(2p-q)x=p^2. Dla 2p=q2p=q i p≠0p\ne0 równanie jest sprzeczne; dla p=q=0p=q=0 — tożsamościowe. Jeśli 2p≠q2p\ne q, ma jedno rozwiązanie.

Odpowiedź

a) 00 dla 2p=q,p≠42p=q,p\ne4; ∞\infty dla (p,q)=(4,8)(p,q)=(4,8); poza tym 11.
b) 00 dla p=3,q≠2p=3,q\ne2; ∞\infty dla (3,2)(3,2); poza tym 11.
c) ∞\infty dla p=−qp=-q; poza tym 11.
d) 00 dla p=−q≠0p=-q\ne0; ∞\infty dla p=qp=q; poza tym 11.
e) ∞\infty dla p=−qp=-q; poza tym 11.
f) 00 dla 2p=q,p≠02p=q,p\ne0; ∞\infty dla p=q=0p=q=0; poza tym 11.

Rozwiązanie: opracowanie własneWeryfikacja: zgodne z kluczem

Zadanie 4

Należy tutaj to samo równanie przeanalizować dwukrotnie: najpierw z niewiadomą x, a potem z niewiadomą a i drugim symbolem jako parametr.

2 podpunkty

zgodne z kluczem
Pokaż rozwiązanie
Do zeszytu

a) Traktując xx jako niewiadomą, zapisujemy (a−2)x=4a−1.(a-2)x=4a-1. Dla a=2a=2 otrzymujemy 0x=70x=7, więc równanie jest sprzeczne. Dla a≠2a\ne2: x=4a−1a−2.x=\frac{4a-1}{a-2}.

b) Teraz niewiadomą jest aa: ax−4a=2x−1,ax-4a=2x-1, czyli (x−4)a=2x−1.(x-4)a=2x-1. Dla parametru x=4x=4 powstaje 0a=70a=7, więc równanie jest sprzeczne. Dla x≠4x\ne4: a=2x−1x−4.a=\frac{2x-1}{x-4}.

Odpowiedź

a) a=2a=2: sprzeczne; dla a≠2a\ne2: x=4a−1a−2x=\frac{4a-1}{a-2}.
b) x=4x=4: sprzeczne; dla x≠4x\ne4: a=2x−1x−4a=\frac{2x-1}{x-4}.

Rozwiązanie: opracowanie własneWeryfikacja: zgodne z kluczem

Ćwiczenie 5

Tym razem trzeba w czterech nierównościach dobrać parametr k tak, by zbiorem rozwiązań był dokładnie wskazany przedział lub półprosta.

4 podpunkty

zgodne z kluczem
Pokaż rozwiązanie
Do zeszytu

Końcem podanego przedziału musi być miejsce zerowe lewej strony, a znak współczynnika przy xx musi nadawać właściwy kierunek nierówności.

a) Dla rozwiązania x≤−2x\le-2 współczynnik k−3k-3 musi być dodatni. Warunek, by −2-2 było zerem, daje (k−3)(−2)+2=0,(k-3)(-2)+2=0, stąd k=4k=4; rzeczywiście k−3=1>0k-3=1>0.

b) Aby otrzymać x<3x<3, funkcja (k+1)x+6(k+1)x+6 musi być malejąca. Z warunku 3(k+1)+6=03(k+1)+6=0 dostajemy k=−3k=-3, a k+1=−2<0k+1=-2<0.

c) Po przekształceniu mamy (k−4)x+3≥0(k-4)x+3\ge0. Warunek zera w x=1x=1 daje k=1k=1, lecz wtedy współczynnik k−4=−3<0k-4=-3<0 i rozwiązaniem jest (−∞,1](-\infty,1], a nie [1,∞)[1,\infty). Taki parametr nie istnieje.

d) Nierówność ma postać (2−k)x−2<0(2-k)x-2<0. Dla przedziału x>−4x>-4 współczynnik musi być ujemny, a −4-4 ma być zerem: (2−k)(−4)−2=0.(2-k)(-4)-2=0. Stąd 2−k=−122-k=-\frac12, czyli k=52k=\frac52.

Odpowiedź

a) k=4k=4; b) k=−3k=-3; c) nie istnieje; d) k=52k=\frac52.

Rozwiązanie: opracowanie własneWeryfikacja: zgodne z kluczem

Zadanie 5

To ćwiczenie sprawdza, czy potrafisz w dwóch funkcjach liniowych znaleźć wartości k, dla których miejsce zerowe należy do przedziału od minus 2 do 2.

2 podpunkty

zgodne z kluczem
Pokaż rozwiązanie
Do zeszytu

a) Miejsce zerowe spełnia −3x+1−6k=0,-3x+1-6k=0, więc x0=1−6k3=13−2k.x_0=\frac{1-6k}{3}=\frac13-2k. Warunek x0∈[−2,2]x_0\in[-2,2] daje −2≤13−2k≤2,-2\le\frac13-2k\le2, skąd −56≤k≤76.-\frac56\le k\le\frac76.

b) Upraszczamy wzór: f(x)=(x−k)2−(x+k)2+k2=−4kx+k2.f(x)=(x-k)^2-(x+k)^2+k^2=-4kx+k^2. Dla k≠0k\ne0 miejsce zerowe wynosi x0=k4x_0=\frac{k}{4}. Warunek −2≤k4≤2-2\le\frac{k}{4}\le2 daje −8≤k≤8-8\le k\le8, a po uwzględnieniu k≠0k\ne0: k∈[−8,0)∪(0,8].k\in[-8,0)\cup(0,8].

Odpowiedź

a) k∈[−56,76]k\in\left[-\frac56,\frac76\right];
b) k∈[−8,0)∪(0,8]k\in[-8,0)\cup(0,8].

Rozwiązanie: opracowanie własneWeryfikacja: zgodne z kluczem