Уравнения и системы уравнений с модулем
Найдите все значения a, для каждого из которых существует хотя бы одна пара чисел x и y, удовлетворяющая неравенству
2∣x−a∣+7∣x−3∣≤1−y2+5
Решение
Представим левую и правую части неравенства в виде отдельных функций.
Правая часть уравнения:
g(y)=1−y2+5
Так как 0≤y2≤1, то 5≤g(y)≤6.
Левая часть уравнения:
f(x)=2∣x−a∣+7∣x−3∣⇔{x−3≥0f(x)=2∣x−a∣+7(x−3){x−3<0f(x)=2∣x−a∣+7(3−x)⇔ ⇔{x≥3 f(x)=2∣x−a∣+7x−21 (1){x<3f(x)=2∣x−a∣+21−7x (2)
- при x≥3 не зависимо от знака выражения (x−a) f(x) будет монотонно возрастать (f(x) - линейная функция и коэффициент при x>0, так как 7x±2x>0);
- при x<3 не зависимо от знака выражения (x−a) f(x) будет монотонно убывать (f(x) - линейная функция и коэффициент при x<0, так как −7x±2x<0).
Тогда x=3 - точка минимума, а f(3)=2∣3−a∣ - минимальное значение f(x).
Отметим возможные значения функций f(x) и g(y) на числовой прямой:

Таким образом, для того, чтобы существовала хотя бы одна пара чисел x и y, удовлетворяющая неравенству f(x)≤g(y), минимальное значение f(x) должно располагаться на числовой прямой левее точки 6. То есть
2∣3−a∣≤6⇔∣3−a∣≤3⇔{3−a≤33−a≥−3⇔{a≥0a≤6⇔a∈[0;6]
Значит, хотя бы одна пара чисел x и y, удовлетворяющая исходному неравенству, существует при a∈[0;6].
Ответ: a∈[0;6].