Определите все вещественные параметры a, при которых квадратное уравнение x^2 + (a-1)x + a = 0 имеет два различных положительных корня, и опишите пошаговый метод исследования параметра (дискриминант, знаки корней, симметрические свойства)
Ответ: все вещественные параметры aaa такие, что оба корня положительны и различны: 0<a<3−22\;0<a<3-2\sqrt20<a<3−22. Пошаговый метод и обоснование: 1) Записать сумму и произведение корней (по теореме Виета) для уравнения x2+(a−1)x+a=0\;x^2+(a-1)x+a=0x2+(a−1)x+a=0: S=x1+x2=1−a,P=x1x2=a.\;S=x_1+x_2=1-a,\qquad P=x_1x_2=a.S=x1+x2=1−a,P=x1x2=a. 2) Условие двух различных положительных корней эквивалентно одновременному выполнению: - корни вещественны и различны ⇒\Rightarrow⇒ дискриминант D>0\;D>0D>0; - оба положительны ⇒\Rightarrow⇒S>0S>0S>0 и P>0P>0P>0. 3) Дискриминант: D=(a−1)2−4a=a2−6a+1.\;D=(a-1)^2-4a=a^2-6a+1.D=(a−1)2−4a=a2−6a+1. Условие D>0D>0D>0 даёт a<3−22\;a<3-2\sqrt2a<3−22 или a>3+22\;a>3+2\sqrt2a>3+22 (корни квадрата по aaa равны 3±223\pm2\sqrt23±22). 4) Условие на знаки: P=a>0\;P=a>0P=a>0 и S=1−a>0⇒a<1.\;S=1-a>0\Rightarrow a<1.S=1−a>0⇒a<1. Пересечение всех условий даёт 0<a<10<a<10<a<1 и (a<3−22 или a>3+22)\bigl(a<3-2\sqrt2\ \text{или}\ a>3+2\sqrt2\bigr)(a<3−22илиa>3+22). Так как 3+22>13+2\sqrt2>13+22>1, остаётся 0<a<3−22\;0<a<3-2\sqrt20<a<3−22. 5) Вывод: a∈(0, 3−22)\;a\in(0,\;3-2\sqrt2)a∈(0,3−22).
Пошаговый метод и обоснование:
1) Записать сумму и произведение корней (по теореме Виета) для уравнения x2+(a−1)x+a=0\;x^2+(a-1)x+a=0x2+(a−1)x+a=0:
S=x1+x2=1−a,P=x1x2=a.\;S=x_1+x_2=1-a,\qquad P=x_1x_2=a.S=x1 +x2 =1−a,P=x1 x2 =a.
2) Условие двух различных положительных корней эквивалентно одновременному выполнению:
- корни вещественны и различны ⇒\Rightarrow⇒ дискриминант D>0\;D>0D>0;
- оба положительны ⇒\Rightarrow⇒ S>0S>0S>0 и P>0P>0P>0.
3) Дискриминант:
D=(a−1)2−4a=a2−6a+1.\;D=(a-1)^2-4a=a^2-6a+1.D=(a−1)2−4a=a2−6a+1.
Условие D>0D>0D>0 даёт a<3−22\;a<3-2\sqrt2a<3−22 или a>3+22\;a>3+2\sqrt2a>3+22 (корни квадрата по aaa равны 3±223\pm2\sqrt23±22 ).
4) Условие на знаки:
P=a>0\;P=a>0P=a>0 и S=1−a>0⇒a<1.\;S=1-a>0\Rightarrow a<1.S=1−a>0⇒a<1.
Пересечение всех условий даёт 0<a<10<a<10<a<1 и (a<3−22 или a>3+22)\bigl(a<3-2\sqrt2\ \text{или}\ a>3+2\sqrt2\bigr)(a<3−22 или a>3+22 ). Так как 3+22>13+2\sqrt2>13+22 >1, остаётся 0<a<3−22\;0<a<3-2\sqrt20<a<3−22 .
5) Вывод: a∈(0, 3−22)\;a\in(0,\;3-2\sqrt2)a∈(0,3−22 ).