Если уравнение имеет только один корень на промежутке [-1; 1], то его график будет касаться оси абсцисс только в одной точке (-1, f(-1)) или (1, f(1)), где f(x) - функция заданного уравнения.
Рассмотрим точку -1:
Подставляем x = -1 в полученное уравнение и приравниваем его к нулю:
Раскроем возведенные в квадрат скобки и сократим одинаковые слагаемые:
(x² - √(2x - a))² = (2x - 1 - √(2x - a))²
x⁴ - 2x³√(2x - a) + (2x - a) = 4x² - 4x + 1 - 4x√(2x - a) + (2x - a)
x⁴ - 2x³√(2x - a) + (2x - a) = 4x² - 4x + 1 - 4x√(2x - a) + 2x - a
x⁴ - 2x³√(2x - a) + (2x - a) = 4x² - 2x - a + 1
Объединим все слагаемые в одну сторону:
x⁴ - 4x² + 4x - 1 = -2x³√(2x - a) + 2x√(2x - a) - a√(2x - a)
Вынесем общий множитель √(2x - a) из правой части:
x⁴ - 4x² + 4x - 1 = √(2x - a) (-2x³ + 2x - a)
Возведем уравнение в квадрат для устранения корня:
(x⁴ - 4x² + 4x - 1)² = (√(2x - a) (-2x³ + 2x - a))²
(x⁴ - 4x² + 4x - 1)² = (2x - a)² (-2x³ + 2x - a)²
Раскроем квадраты:
x⁸ - 8x⁶ + 24x⁴ - 32x³ + 16x² - 2x³ + 4x² - 2x + 1 = (4x² - 4ax + a²) (4x⁶ - 4a²x³ + a⁴)
Приведем подобные слагаемые и сократим одинаковые множители:
x⁸ - 2x⁶ + 20x⁴ - 34x³ + 20x² - 2x + 1 = 16x⁸ - 16a²x⁵ + 4a⁴x² - 16a²x⁵ + 16a³x³ -4a⁴x² + a⁶x⁴ - a⁴x³ + a⁴x²
Упростим выражение:
0 = 16x⁸ - 2x⁶ - 34x³ + 20x² - 2x + 1 - 16a²x⁵ + 16a³x³ - a⁴x³ + a⁶x⁴ - 4a⁴x²
Если уравнение имеет только один корень на промежутке [-1; 1], то его график будет касаться оси абсцисс только в одной точке (-1, f(-1)) или (1, f(1)), где f(x) - функция заданного уравнения.
Рассмотрим точку -1:
Подставляем x = -1 в полученное уравнение и приравниваем его к нулю:
0 = 16(-1)⁸ - 2(-1)⁶ - 34(-1)³ + 20(-1)² - 2(-1) + 1 - 16a²(-1)⁵ + 16a³(-1)³ - a⁴(-1)³ + a⁶(-1)⁴ - 4a⁴(-1)²
0 = 16 - 2 - 34 + 20 + 2 + 1 + 16a² - 16a³ + a⁴ + a⁶ - 4a⁴
0 = 35 - 16a³ + 20a² - 3a⁴ + a⁶
Подставляем в разложение предыдущего выражения a = -1 и получаем:
0 = 35 + 16 + 20 - 3 + 1
0 = 69
Таким образом, a = -1 не является корнем уравнения при x = -1.
Рассмотрим точку 1:
Подставляем x = 1 в полученное уравнение и приравниваем его к нулю:
0 = 16(1)⁸ - 2(1)⁶ - 34(1)³ + 20(1)² - 2(1) + 1 - 16a²(1)⁵ + 16a³(1)³ - a⁴(1)³ + a⁶(1)⁴ - 4a⁴(1)²
0 = 16 - 2 - 34 + 20 - 2 + 1 - 16a² + 16a³ - a⁴ + a⁶ - 4a⁴
0 = -3 + 16a³ - 4a⁴ + a⁶
Подставляем в разложение предыдущего выражения a = 1 и получаем:
0 = -3 + 16 - 4 + 1
0 = 10
Таким образом, a = 1 не является корнем уравнения при x = 1.
Исходя из данных выкладок и результатов, ни одно значение а не позволяет уравнению иметь единственный корень на промежутке [-1; 1].