Чтобы решить уравнение (x^2 - 8x = 2|x-a| - 16) и найти все значения (a), при которых уравнение имеет ровно три различных решения, рассмотрим два случая в зависимости от знака выражения внутри модуля.
Случай 1: (x \ge a)
В этом случае модуль раскрывается как ( |x-a| = x-a ). Уравнение становится:
[ x^2 - 8x = 2(x-a) - 16. ]
Упростим его:
[ x^2 - 8x = 2x - 2a - 16. ]
Перенесём все члены влево:
[ x^2 - 10x + 2a + 16 = 0. ]
Это квадратное уравнение, которое мы обозначим как (1).
Случай 2: (x < a)
В этом случае модуль раскрывается как ( |x-a| = a-x ). Уравнение становится:
[ x^2 - 8x = 2(a-x) - 16. ]
Упростим его:
[ x^2 - 8x = 2a - 2x - 16. ]
Перенесём все члены влево:
[ x^2 - 6x - 2a + 16 = 0. ]
Это квадратное уравнение, которое мы обозначим как (2).
Требование: Три различных решения
Для того чтобы уравнение имело ровно три различных решения, одно из квадратных уравнений должно иметь два различных корня, а другое — один корень, совпадающий с одним из корней первого уравнения (или, оба уравнения имеют один общий корень и одно из них имеет ещё один различный корень).
Анализ дискриминантов
Для уравнения (1): (x^2 - 10x + (2a + 16) = 0)
Дискриминант:
[ D_1 = 10^2 - 4 \cdot 1 \cdot (2a + 16) = 100 - 8a - 64 = 36 - 8a. ]
Для уравнения (2): (x^2 - 6x - (2a - 16) = 0)
Дискриминант:
[ D_2 = 6^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-2a + 16) = 36 + 8a - 64 = 8a - 28. ]
Условие на дискриминанты
Чтобы одно из уравнений имело два корня, а другое один, необходимо:
- (D_1 > 0) и (D_2 = 0) или
- (D_1 = 0) и (D_2 > 0).
Рассмотрим первый случай:
- (D_1 > 0): (36 - 8a > 0 \Rightarrow a < 4.5.)
- (D_2 = 0): (8a - 28 = 0 \Rightarrow a = 3.5.)
Так как (a = 3.5) удовлетворяет (a < 4.5), это подходящее значение.
Рассмотрим второй случай:
- (D_1 = 0): (36 - 8a = 0 \Rightarrow a = 4.5.)
- (D_2 > 0): (8a - 28 > 0 \Rightarrow a > 3.5.)
Так как (a = 4.5) удовлетворяет (a > 3.5), это подходящее значение.
Ответ
Уравнение имеет ровно три различных решения при (a = 3.5) и (a = 4.5).