а.чтобы было хотя бы одно решение 2cos²(2^(3x-x²)) = a+(√3)sin(2^(3x-x²+1)) .в ответе [-2;1) ,а у меня [-1;3]
Помогите решить пожалуйста.чтобы было хотя бы одно решение 2cos²(2^(3x-x²)) = a+(√3)sin(2^(3x-x²+1)) .в ответе [-2;1) ,а у меня [-1;3] .может опечатка?
Давайте разберём задачу шаг за шагом.
### Уравнение:
\[ 2\cos^2(2^{3x - x^2}) = a + \sqrt{3}\sin(2^{3x - x^2 + 1}) \]
### Шаг 1: Упрощение
1. Обозначим \( t = 2^{3x - x^2} \). Тогда \( 2^{3x - x^2 + 1} = 2t \).
2. Уравнение примет вид:
\[ 2\cos^2 t = a + \sqrt{3}\sin(2t) \]
3. Используем тригонометрические тождества:
- \( \cos^2 t = \frac{1 + \cos(2t)}{2} \), поэтому \( 2\cos^2 t = 1 + \cos(2t) \).
- \( \sin(2t) = 2\sin t \cos t \).
Подставим:
\[ 1 + \cos(2t) = a + 2\sqrt{3}\sin t \cos t \]
### Шаг 2: Дальнейшее упрощение
1. Перенесём всё в одну сторону:
\[ 1 - a + \cos(2t) - 2\sqrt{3}\sin t \cos t = 0 \]
2. Заметим, что \( \cos(2t) - 2\sqrt{3}\sin t \cos t \) можно выразить через \( \sin \) и \( \cos \), но это не упрощает задачу. Вместо этого, попробуем другой подход.
### Шаг 3: Замена переменной
Обозначим \( y = 2t = 2^{3x - x^2 + 1} \). Тогда:
\[ 2\cos^2\left(\frac{y}{2}\right) = a + \sqrt{3}\sin y \]
Используем тождество:
\[ 2\cos^2\left(\frac{y}{2}\right) = 1 + \cos y \]
Получаем:
\[ 1 + \cos y = a + \sqrt{3}\sin y \]
Переносим:
\[ \cos y - \sqrt{3}\sin y = a - 1 \]
### Шаг 4: Приведение к одной тригонометрической функции
Разделим обе части на 2:
\[ \frac{1}{2}\cos y - \frac{\sqrt{3}}{2}\sin y = \frac{a - 1}{2} \]
Заметим, что:
\[ \frac{1}{2} = \cos\left(\frac{\pi}{3}\right), \quad \frac{\sqrt{3}}{2} = \sin\left(\frac{\pi}{3}\right) \]
Тогда:
\[ \cos\left(y + \frac{\pi}{3}\right) = \frac{a - 1}{2} \]
### Шаг 5: Анализ решения
1. Функция \( \cos \) принимает значения в диапазоне \([-1, 1]\), поэтому:
\[ -1 \leq \frac{a - 1}{2} \leq 1 \]
Умножаем на 2:
\[ -2 \leq a - 1 \leq 2 \]
Прибавляем 1:
\[ -1 \leq a \leq 3 \]
2. Однако, нам нужно, чтобы было **хотя бы одно решение** для \( y \). Функция \( y = 2^{3x - x^2 + 1} \) достигает максимума при \( x = \frac{3}{2} \):
\[ y_{\text{max}} = 2^{3 \cdot \frac{3}{2} - \left(\frac{3}{2}\right)^2 + 1} = 2^{\frac{9}{2} - \frac{9}{4} + 1} = 2^{\frac{11}{4}} \approx 6,727 \]
Минимальное значение \( y \) стремится к \( 0 \) при \( x \to \pm\infty \), но \( y > 0 \).
3. Уравнение \( \cos\left(y + \frac{\pi}{3}\right) = \frac{a - 1}{2} \) имеет решение, если \( \frac{a - 1}{2} \) попадает в диапазон значений \( \cos \) для \( y \in (0, y_{\text{max}}] \). Поскольку \( \cos \) периодичен, решение всегда существует для \( a \in [-1, 3] \).
### Шаг 6: Проверка ответа
- Ваш ответ: \( a \in [-1, 3] \).
- Предложенный ответ: \( a \in [-2, 1) \).
**Ошибка в предложенном ответе:**
Если \( a \in [-2, -1) \), то \( \frac{a - 1}{2} \in [-1.5, -1) \), но \( \cos \) не может быть меньше \(-1\). Таким образом, \( a \) не может быть меньше \(-1\).
**Итог:**
Правильный диапазон для \( a \), при котором уравнение имеет хотя бы одно решение — **\([-1, 3]\)**. Вероятно, в ответе допущена опечатка, и ваш ответ \([-1, 3]\) корректен.
Хоть кто-то из вас решил эту задачу без чат гпт?
Чтобы уравнение 2cos²(2^(3x-x²)) = a + √3sin(2^(3x-x²+1)) имело хотя бы одно решение, найдём диапазон a. Пусть u = 2^(3x-x²), тогда 2^(3x-x²+1) = 2u, и уравнение:
2cos²(u) = a + √3sin(2u)
Используем sin(2u) = 2sin(u)cos(u):
2cos²(u) = a + 2√3sin(u)cos(u)
Перепишем:
2cos²(u) - 2√3sin(u)cos(u) = a
Рассмотрим f(θ) = 2cos²(θ) - 2√3sin(θ)cos(θ) = cos(2θ) + 1 - √3sin(2θ) = 2cos(2θ + π/3) + 1.
Диапазон cos(2θ + π/3) ∈ -1; 1, тогда f(θ) ∈ -1; 3.
Значит, a ∈ -1; 3. Ваш ответ -1; 3 верный, -2; 1) — вероятная опечатка.
Ответ: a ∈ [-1; 3