Funkcja kwadratowa f zmiennej rzeczywistej x jest określona wzorem f(x)=x2−4x+m2−22.
Wyznacz wszystkie wartości parametru m, dla których funkcja f ma dwa różne miejsca zerowe x1, x2 spełniające warunek (x1−x2)2≥100.
Rozwiązanie krok po kroku
Postać kanoniczna wyróżnika
Krańce pochodzące z warunku Δ>0 zostają wyłączone, bo tam funkcja ma jedno miejsce zerowe.
Wyróżnik jako funkcja parametru
f(x)=x2−4x+m2−22
współczynniki trójmianu względem x to a=1, b=−4 oraz c=m2−22
Δ=16−4(m2−22)
po opuszczeniu nawiasu i redukcji wyrazów podobnych zostaje trójmian zmiennej m
Δ=−4m2+104
wyrazy z m zwijamy do kwadratu różnicy, dzięki czemu obie nierówności zadania będą miały tę samą lewą stronę
Δ=4[26−m2]
Dwa różne miejsca zerowe
Δ>0
4[26−m2]>0
dzielimy przez liczbę dodatnią, więc znak nierówności zostaje, a wyraz wolny przenosimy na prawą stronę
m2<26
obie strony są nieujemne, więc pierwiastkowanie zachowuje kierunek nierówności
∣m∣<26
moduł rozbijamy na dwa przypadki i zapisujemy wynik jako zbiór na osi
m∈(−26,26)
Warunek z treści
(x1−x2)2≥100
(x1−x2)2≥100
ze wzorów Viète'a ∣x1−x2∣=Δ, więc badane wyrażenie to sam wyróżnik
Δ≥100
podstawiamy postać kanoniczną wyróżnika i dzielimy obie strony przez 4
m2≤1
obie strony są nieujemne, więc pierwiastkowanie zachowuje kierunek nierówności
∣m∣≤1
moduł rozbijamy na dwa przypadki i zapisujemy wynik jako zbiór na osi
m∈⟨−1,1⟩
Część wspólna obu warunków
m∈(−26,26)orazm∈⟨−1,1⟩
parametr musi spełniać oba warunki naraz, więc bierzemy wspólną część zbiorów
m∈⟨−1,1⟩
Najczęstsza pomyłka: rozwiązanie samej nierówności z treści, <strong>bez warunku Δ>0</strong>. Do zbioru trafiają wtedy wartości parametru, dla których funkcja nie ma dwóch różnych miejsc zerowych.