background image

Zadania z parametrem 

 

Zadania  z  parametrem  są  bardzo  nielubiane  przez  maturzystów.  Nie  jest  łatwo 

odpowiedzieć  na  pytanie:  dlaczego?  Nie  są  to  zadania  o  dużej  skali  trudności.  Myślę,  że 
głównym  powodem  takiego  stanu  rzeczy  jest  nieumiejętność  używania  specyficznego 
sposobu rozumowania prowadzącego do ich rozwiązania. 

Bardzo często zdarza się, że z góry wiadomo, jak rozwiązywać takie zadanie – jeszcze 

przed  rozpoczęciem  właściwych  obliczeń.  By  to  pokazać,  zostanie  „rozwiązanych”  10 
przykładowych  zadań.  Cudzysłów  jest  niezbędny,  gdyż  zadania  te  nie  zostaną  rozwiązane, 
lecz jedynie zostanie opisane, jak należy je rozwiązać. Obliczenia zostaną pominięte. 

Wykorzystaj tę okazję: 

1.

 

spróbuj  najpierw  samodzielnie  rozwiązać  dane  zadanie  i  w  razie 
niepowodzenia: 

2.

 

prześledź omówienie rozwiązania, wykonując wszelkie niezbędne obliczenia. 

A więc do pracy: 

......................................................................................................................................................  

Zadanie  1.  Dla  jakich  m  suma  odwrotności  różnych  pierwiastków  równania 

0

1

m

2

x

)

3

m

(

x

)

1

m

2

(

2

====

++++

++++

++++

−−−−

++++

 jest większa od 1

......................................................................................................................................................  

Jednocześnie: 

1.

 

Równanie ma mieć dwa różne rozwiązania i musi być kwadratowe:  

0

1

m

2

≠≠≠≠

++++

 i 

0

>>>>

∆∆∆∆

, czyli 

0

)

1

m

2

(

4

)

3

m

(

2

2

>>>>

++++

−−−−

++++

 

2.

 

Suma 

odwrotności 

pierwiastków 

równania 

ma 

być 

większa 

od 

1: 

1

x

x

x

x

1

x

1

x

1

2

1

2

1

2

1

>>>>

++++

>>>>

++++

Zgodnie ze wzorami Viete’y: 

1

1

m

2

3

m

c

b

a

c

a

b

x

x

x

x

2

1

2

1

>>>>

++++

++++

====

−−−−

====

−−−−

====

++++

 

Należy rozwiązać układ:  

















>>>>

++++

++++

>>>>

++++

−−−−

++++

≠≠≠≠

++++

1

1

m

2

3

m

0

)

1

m

2

(

4

)

3

m

(

0

1

m

2

2

2

 , którego rozwiązanie jest rozwiązaniem całego zadania. 

Po wykonaniu wszystkich obliczeń otrzymasz wynik: 













−−−−

3

1

,

2

1

m

......................................................................................................................................................  

Zadanie  2. 

Znajdź  takie  wartości  parametru 

R

m

,  dla  których  jeden  z  pierwiastków 

równania 

0

m

3

2

mx

3

8

x

)

1

m

2

(

2

====

++++

++++

++++

 jest sinusem, a drugi cosinusem tego samego kąta. 

......................................................................................................................................................  

Równanie  musi  mieć  dwa  rozwiązania,  niekoniecznie  różne  (sinus  kąta  może  być  równy 
cosinusowi), 

czyli 

musi 

być 

kwadratowe: 

0

1

m

2

≠≠≠≠

++++

oraz 

0

)

1

m

2

(

m

3

2

4

m

3

8

0

2

≥≥≥≥

++++

⋅⋅⋅⋅

−−−−













≥≥≥≥

∆∆∆∆

background image

Sinus i cosinus tego samego kąta spełniają równanie 

1

cos

sin

2

2

====

αααα

++++

αααα

, czyli ma być:  

1

x

x

2
2

2

1

====

++++

((((

))))

2

1

2

2

1

2
2

2

1

x

x

2

x

x

x

x

−−−−

++++

====

++++

,  więc możemy skorzystać ze wzorów Viete’y: 

3

m

6

m

8

1

m

2

m

3

8

x

x

2

1

++++

−−−−

====

++++

−−−−

====

++++

 oraz 

3

m

6

m

2

1

m

2

m

3

2

x

x

2

1

++++

====

++++

====

Otrzymaliśmy równanie: 

1

3

m

6

m

2

2

3

m

6

m

8

2

====

++++

⋅⋅⋅⋅

−−−−













++++

−−−−

 

Rozwiązaniem zadania jest rozwiązanie układu: 



















====

++++

⋅⋅⋅⋅

−−−−













++++

−−−−

≥≥≥≥

++++

⋅⋅⋅⋅

−−−−













≠≠≠≠

++++

1

3

m

6

m

2

2

3

m

6

m

8

0

)

1

m

2

(

m

3

2

4

m

3

8

0

1

m

2

2

2

 

Układ ten ma dwa rozwiązania: 

2

17

3

12

m

i

2

17

3

12

m

2

1

++++

====

−−−−

====

, które są rozwiązaniem 

zadania. 

......................................................................................................................................................  

Zadanie  3. 

Zbadaj  liczbę  rozwiązań  równania 

k

x

k

x

====

++++

w  zależności  od  wartości 

parametru k. 

......................................................................................................................................................  

(*) 

k

x

k

x

====

++++

 

Jest to typowe równanie „kwadratowo-podobne”: po podstawieniu 

x

t

====

 otrzymujemy  

(**) 

0

k

kt

t

2

====

−−−−

++++

 z dziedziną 

0

t

≥≥≥≥

, bo 

0

x

t

≥≥≥≥

====

Zwróćmy uwagę, że należy zbadać liczbę rozwiązań równania (*), a więc należy wziąć pod 

uwagę  ile  rozwiązań  mają  równania  typu: 

3

x

,

0

x

,

7

x

−−−−

====

====

====

,  w  zależności  od 

uzyskanych wartości t. 

Jeżeli 

0

t

≥≥≥≥

, to równanie 

t

x

====

 ma jedno rozwiązanie, a jeżeli 

0

t

<<<<

 - nie ma rozwiązań. 

Gdy dla równania (**) obliczymy 

k

4

k

2

++++

====

∆∆∆∆

, to 

1.

 

Równanie (*) nie ma rozwiązań, gdy: 

a) 

0

<<<<

∆∆∆∆

, lub b) 







<<<<

====

∆∆∆∆

0

t

0

0

, lub c) 











<<<<

<<<<

>>>>

∆∆∆∆

0

t

0

t

0

2

1

 

     rozwiązaniem punktu a) jest 

)

0

,

4

(

k

−−−−

 

punkt b) 

0

====

∆∆∆∆

 gdy 

4

k

0

k

−−−−

====

∨∨∨∨

====

 

     Dla 

0

t

:

0

k

0

====

====

, więc układ jest sprzeczny 

     Dla 

4

t

:

4

k

0

====

−−−−

====

, więc układ jest sprzeczny 

Ostatecznie przypadek b) nie zachodzi. 

c) 







<<<<

<<<<

0

t

0

t

2

1

 zastępujemy w oparciu o wzory Viete’y zapisem: 







<<<<

++++

>>>>

⋅⋅⋅⋅

0

t

t

0

t

t

2

1

2

1

, co daje 







>>>>

<<<<

0

k

0

k

 

czyli układ c) jest sprzeczny – ten przypadek także nie zachodzi. 

background image

Równanie (*) nie ma rozwiązań, gdy 

)

0

,

4

(

k

−−−−

2.

 

Równanie  (*)  ma  dwa  różne  rozwiązania,  gdy  równanie  (**)  ma  dwa  różne 
rozwiązania, z których żadne nie jest ujemne. Musi więc by ć: 











>>>>

++++

≥≥≥≥

⋅⋅⋅⋅

>>>>

∆∆∆∆

0

t

t

0

t

t

0

2

1

2

1

. Rozwiązaniem tego układu jest 

((((

))))

4

,

k

−−−−

−−−−

3.

 

Dla  pozostałych  wartości  k  równanie  ma  jedno  rozwiązanie,  czyli  dla 

)))) {{{{ }}}}

4

,

0

k

−−−−

 

......................................................................................................................................................  

Zadanie 4. 

Dla jakich m nierówność 

0

3

x

)

1

m

(

2

x

)

6

m

5

m

(

2

2

>>>>

++++

−−−−

−−−−

−−−−

++++

 jest spełnione dla 

każdego 

R

x

......................................................................................................................................................  

((((

))))

1

m

6

m

0

6

m

5

m

2

====

∨∨∨∨

−−−−

====

====

−−−−

++++

 

Dla tych dwóch wartości m nierówność jest pierwszego stopnia i: 

 

dla 

6

m

−−−−

====

 przyjmuje postać 

0

3

x

14

>>>>

++++

, czyli nie jest spełniona dla każdego 

R

x

 

 

dla 

1

m

====

 przyjmuje postać 

0

3

>>>>

, czyli jest spełniona dla każdego 

R

x

 

1

m

====

 jest jednym z rozwiązań zadania. 

Dla 

m

{{{{

}}}}

1

,

6

\

R

−−−−

  nierówność  jest  kwadratowa  i  aby  była  spełniona  dla  każdego 

R

x

wykres trójmianu musi być parabolą z ramionami skierowanymi do góry, leżącą nad osią OX, 

czyli: 







−−−−

<<<<

∆∆∆∆

−−−−

>>>>

−−−−

++++

zerowych

miejsc

brak

0

górę

w

ramiona

0

6

m

5

m

2

 

Rozwiązaniem tego układu jest 

((((

)))) (((( ))))

−−−−

;

1

5

,

9

;

m

Wziąwszy pod uwagę 

1

m

====

 otrzymujemy ostateczne rozwiązanie zadania: 

((((

))))

))))

−−−−

;

1

5

,

9

;

m

 

......................................................................................................................................................  

Zadanie  5. 

Dla  jakich  m  funkcja 

3

m

x

4

x

)

4

m

(

)

x

(

f

2

−−−−

++++

−−−−

−−−−

====

  ma  dwa  miejsca  zerowe,  z 

których jedno jest mniejsze od 1, a drugie większe od 1? 

......................................................................................................................................................  

Funkcja musi być kwadratowa: 

4

m

≠≠≠≠

Musi mieć dwa miejsca zerowe: 

0

)

4

m

)(

3

m

(

4

16

>>>>

−−−−

−−−−

−−−−

====

∆∆∆∆

, co daje  















++++

−−−−

2

17

7

,

2

17

7

m

Wykres funkcji musi być następujący: 

 

co daje układy: 











>>>>

<<<<

>>>>

∆∆∆∆











<<<<

>>>>

>>>>

∆∆∆∆

0

)

1

(

f

4

m

0

lub

0

)

1

(

f

4

m

0

 

background image

Ostateczny wynik: 













2

11

;

4

m

 

......................................................................................................................................................  

Zadanie 6. 

Wyznacz a i b wiedząc, że liczba 3 jest dwukrotnym pierwiastkiem wielomianu 

b

ax

x

5

x

)

x

(

W

2

3

++++

++++

−−−−

====

 

......................................................................................................................................................  

Z tematu zadania wynika, że wielomian musi mieć dwa pierwiastki: 

 

dwukrotny: 3 

 

pojedynczy: p 

Wobec tego jego postać iloczynowi jest następująca: 

((((

)))) ((((

))))

p

x

3

x

)

x

(

W

2

−−−−

−−−−

====

, co po wykonaniu przekształceń daje: 

p

9

x

)

9

p

6

(

x

)

6

p

(

x

)

x

(

W

2

3

−−−−

++++

++++

++++

−−−−

====

Porównując otrzymane równanie z równaniem 

b

ax

x

5

x

)

x

(

W

2

3

++++

++++

−−−−

====

 otrzymujemy układ 

równań: 











====

−−−−

====

++++

====

++++

b

p

9

a

9

p

6

5

6

p

, którego rozwiązaniem jest 

9

b

,

3

a

====

====

......................................................................................................................................................  

Zadanie 7. 

Dla jakich m równanie 

0

2

m

3

)

6

m

2

(

9

)

3

m

(

x

x

====

++++

++++

⋅⋅⋅⋅

++++

−−−−

⋅⋅⋅⋅

−−−−

 ma dwa różne 

pierwiastki? 

......................................................................................................................................................  

Podstawiamy 

x

3

t

====

 i otrzymujemy: (**) 

0

2

m

t

)

6

m

2

(

t

)

3

m

(

2

====

++++

++++

⋅⋅⋅⋅

++++

−−−−

⋅⋅⋅⋅

−−−−

Równanie 

Liczba

3

x

====

 ma jedno rozwiązanie, gdy Liczba>0; nie ma rozwiązań, gdy 

0

Liczba

≤≤≤≤

 (wynika to z własności funkcji wykładniczej). 

Równanie wyjściowe ma więc dwa rozwiązania, gdy: 



















>>>>

−−−−

++++

====

++++

>>>>

−−−−

++++

====

>>>>

−−−−

++++

−−−−

++++

====

∆∆∆∆

≠≠≠≠

0

3

m

6

m

2

t

t

0

3

m

2

m

t

t

0

)

3

m

)(

2

m

(

4

)

6

m

2

(

3

m

2

1

2

1

2

 

Warunek: 

 

pierwszy gwarantuje, że równanie jest kwadratowe 

 

drugi – że ma dwa różne pierwiastki 

 

trzeci i czwarty, że pierwiastki równania (**) są dodatnie 

Rozwiązując ten układ otrzymujemy: 

(((( ))))

,

3

m

 

......................................................................................................................................................  

Zadanie 8. 

Dla jakich wartości parametru m równanie 

0

1

x

sin

m

4

)

x

sin

1

(

m

2

====

++++

++++

−−−−

−−−−

 ma 

rozwiązanie? 

......................................................................................................................................................  

Skoro m jest parametrem, a x – niewiadomą, to liczymy sinx: 

)

m

1

)(

m

1

(

1

m

4

m

x

sin

2

++++

−−−−

−−−−

++++

−−−−

====

Ponieważ funkcja sinus przyjmuje wartości z przedziału 

1

,

1

−−−−

, należy rozwiązać układ: 

background image

{{{{ }}}}



















−−−−

≥≥≥≥

++++

−−−−

−−−−

++++

−−−−

≤≤≤≤

++++

−−−−

−−−−

++++

−−−−

−−−−

1

)

m

1

)(

m

1

(

1

m

4

m

1

)

m

1

)(

m

1

(

1

m

4

m

1

,

1

\

R

m

2

2

, co daje wynik 

))))

,

2

2

1

,

0

m

 

......................................................................................................................................................  

Zadanie 9. 

Dla jakich wartości parametru 













ππππ

αααα

2

,

0

 prosta 

x

2

y

====

 jest styczna do wykresu 

funkcji 

3

sin

2

cos

x

x

)

x

(

f

3

++++

αααα

−−−−

αααα

−−−−

−−−−

====

......................................................................................................................................................  

Korzystamy z własności, że współczynnik kierunkowy stycznej do wykresu funkcji jest 
równy pochodnej funkcji w punkcie styczności: 

(((( ))))

0

0

x

,

2

x

'

f

====

- punkt styczności. 

(((( ))))

1

x

3

x

'

f

2

−−−−

====

, stąd 

(((( ))))

((((

))))

1

x

1

x

2

1

x

3

x

'

f

0

0

2

0

0

−−−−

====

∨∨∨∨

====

====

−−−−

====

 

Punkt styczności należy do stycznej, więc: 

2

1

2

y

to

1

x

0

0

====

⋅⋅⋅⋅

====

====

 

2

)

1

(

2

y

to

1

x

0

0

−−−−

====

−−−−

⋅⋅⋅⋅

====

−−−−

====

 

Mamy dwa punkty styczności: 

)

2

,

1

(

P

,

)

2

,

1

(

P

2

1

−−−−

−−−−

====

====

 

Punkt styczności należy też do wykresu funkcji: 

a)

 

dla punktu 

1

P

2

3

sin

2

cos

1

1

)

1

(

f

3

====

++++

αααα

−−−−

αααα

−−−−

−−−−

====

 

Rozwiązując to równanie otrzymujemy 

2

1

sin

lub

0

sin

====

αααα

====

αααα

αααα

 jest kątem ostrym, więc musi być 

0

30

====

αααα

 

b)

 

dla punktu 

2

P

2

3

sin

2

cos

)

1

(

)

1

(

)

1

(

f

3

====

++++

αααα

−−−−

αααα

−−−−

−−−−

−−−−

−−−−

====

−−−−

, co daje takie samo równanie, więc to samo 

rozwiązanie. 

Jedynym rozwiązaniem zadania jest 

0

30

====

αααα

......................................................................................................................................................  

Zadanie 10. 

Dla jakich wartości parametrów a i b reszta z dzielenia wielomianu 

b

ax

x

2

x

)

x

(

W

2

3

++++

++++

++++

====

 przez wielomian 

2

x

x

)

x

(

P

2

−−−−

++++

====

 jest równa 

3

x

4

)

x

(

R

−−−−

====

......................................................................................................................................................  

Jeżeli wielomian W(x) dzielimy przez wielomian P(x), to otrzymamy wynik z dzielenia – 
oznaczmy go Q(x), i resztę R(x), co można zapisać równaniem: 

)

x

(

R

)

x

(

P

)

x

(

Q

)

x

(

W

++++

⋅⋅⋅⋅

====

)

1

x

)(

2

x

(

2

x

x

)

x

(

P

2

−−−−

++++

====

−−−−

++++

====

, czyli 

3

x

4

)

1

x

)(

2

x

(

)

x

(

Q

b

ax

x

2

x

2

3

−−−−

++++

−−−−

++++

⋅⋅⋅⋅

====

++++

++++

++++

Do ostatniego równania: 

a)

 

wstawiamy 

2

x

−−−−

====

 i otrzymujemy 

11

b

a

2

−−−−

====

++++

−−−−

 

b)

 

wstawiamy 

1

x

====

 i otrzymujemy 

2

b

a

−−−−

====

++++

 

Otrzymaliśmy układ równań, którego rozwiązaniem jest 







−−−−

====

====

5

b

3

a