od Daniel » Četvrtak, 20. Jun 2013, 19:48
[inlmath]2.[/inlmath][dispmath]\left(a-1\right)x^2+ax+2=0,\quad x_1, x_2\in\left(1,2\right),\quad x_1\ne x_2[/dispmath][dispmath]x_{1,2}=\frac{-a\pm\sqrt{a^2-8\left(a-1\right)}}{2\left(a-1\right)}[/dispmath][dispmath]x_{1,2}=\frac{-a\pm\sqrt{a^2-8a+8}}{2\left(a-1\right)}[/dispmath][dispmath]x_1=\frac{-a-\sqrt{a^2-8a+8}}{2\left(a-1\right)},\quad x_2=\frac{-a+\sqrt{a^2-8a+8}}{2\left(a-1\right)}[/dispmath]Početni uslov:
[inlmath]a-1\ne 0,\quad D>0[/inlmath]
[inlmath]a\ne 1,\quad a^2-8a+8>0[/inlmath]
[inlmath]a_{1,2}=\frac{8\pm\sqrt{64-32}}{2}[/inlmath]
[inlmath]a_{1,2}=\frac{8\pm\sqrt{32}}{2}[/inlmath]
[inlmath]a_{1,2}=4\pm\sqrt{8}[/inlmath]
[inlmath]a_{1,2}=4\pm 2\sqrt{2}[/inlmath]
[inlmath]\Rightarrow\quad a\ne 1,\quad a<4-2\sqrt 2,\quad a>4+2\sqrt 2[/inlmath]
Posmatramo dva odvojena slučaja: [inlmath]a-1>0[/inlmath] i [inlmath]a-1<0[/inlmath].
[inlmath]I[/inlmath] slučaj:
[inlmath]\begin{array}{ll}
a-1>0 \\
a>1 \\
x_1<x_2
\end{array}[/inlmath]
Pošto je u ovom slučaju [inlmath]x_1<x_2[/inlmath], uslov da oba rešenja pripadaju intervalu [inlmath]\left(1,2\right)[/inlmath] je taj, da je [inlmath]x_1>1[/inlmath] i [inlmath]x_2<2[/inlmath].[dispmath]x_1>1[/dispmath][dispmath]\frac{-a-\sqrt{a^2-8a+8}}{2\left(a-1\right)}>1[/dispmath][dispmath]-a-\sqrt{a^2-8a+8}>2\left(a-1\right)[/dispmath][dispmath]-a-2\left(a-1\right)>\sqrt{a^2-8a+8}[/dispmath][dispmath]-3a+2>\sqrt{a^2-8a+8}[/dispmath]Pre kvadriranja (pošto se kvadriranjem gubi informacija o predznaku leve i desne strane) moramo diskutovati. Desna strana jednačine je uvek veća ili jednaka nuli (zbog definicije kvadratnog korena), a pošto je leva strana strogo veća od desne, leva strana mora biti strogo veća od nule:
[inlmath]-3a+2>0[/inlmath]
[inlmath]a<\frac{2}{3}[/inlmath]
Pošto je ovaj uslov u suprotnosti s uslovom za ovaj slučaj, [inlmath]a>1[/inlmath], odmah vidimo da ovaj [inlmath]I[/inlmath] slučaj nema rešenja.
[inlmath]II[/inlmath] slučaj:
[inlmath]\begin{array}{ll}
a-1<0 \\
a<1 \\
x_1>x_2
\end{array}[/inlmath]
Pošto je u ovom slučaju [inlmath]x_1>x_2[/inlmath], uslov da oba rešenja pripadaju intervalu [inlmath]\left(1,2\right)[/inlmath] je taj, da je [inlmath]x_1<2[/inlmath] i [inlmath]x_2>1[/inlmath].[dispmath]x_1<2[/dispmath][dispmath]\frac{-a-\sqrt{a^2-8a+8}}{2\left(a-1\right)}<2[/dispmath][dispmath]-a-\sqrt{a^2-8a+8}>4\left(a-1\right)[/dispmath][dispmath]-a-4\left(a-1\right)>\sqrt{a^2-8a+8}[/dispmath][dispmath]-5a+4>\sqrt{a^2-8a+8}[/dispmath]I opet, pre kvadriranja moramo diskutovati. Desna strana jednačine je uvek veća ili jednaka nuli, a pošto je leva strana strogo veća od desne, leva strana mora biti strogo veća od nule:
[inlmath]-5a+4>0[/inlmath]
[inlmath]a<\frac{4}{5}[/inlmath][dispmath]\left(-5a+4\right)^2>a^2-8a+8[/dispmath][dispmath]25a^2-40a+16>a^2-8a+8[/dispmath][dispmath]24a^2-32a+8>0\quad /\; :8[/dispmath][dispmath]3a^2-4a+1>0[/dispmath][dispmath]a_{1,2}=\frac{4\pm\sqrt{16-12}}{6}[/dispmath][dispmath]a_{1,2}=\frac{4\pm 2}{6}[/dispmath][dispmath]a_{1,2}=\frac{2\pm 1}{3}[/dispmath][dispmath]a_1=\frac{1}{3},\quad a_2=1[/dispmath][dispmath]a<\frac{1}{3}\quad\lor\quad a>1[/dispmath]Presek s uslovom ovog slučaja, [inlmath]a<\frac{4}{5}[/inlmath], daće [inlmath]a<\frac{1}{3}[/inlmath]. Pošto je ovo slučaj s pretpostavkom da je [inlmath]a<1[/inlmath], tražimo zatim presek i s tim uslovom, pa dobijamo opet [inlmath]a<\frac{1}{3}[/inlmath].[dispmath]x_2>1[/dispmath][dispmath]\frac{-a+\sqrt{a^2-8a+8}}{2\left(a-1\right)}>1[/dispmath][dispmath]-a+\sqrt{a^2-8a+8}<2\left(a-1\right)[/dispmath][dispmath]\sqrt{a^2-8a+8}<2a-2+a[/dispmath][dispmath]\sqrt{a^2-8a+8}<3a-2[/dispmath]I opet, pre kvadriranja moramo diskutovati. Leva strana jednačine je uvek veća ili jednaka nuli, a pošto je desna strana strogo veća od desne, desna strana mora biti strogo veća od nule:
[inlmath]3a-2>0[/inlmath]
[inlmath]a>\frac{2}{3}[/inlmath][dispmath]a^2-8a+8<\left(3a-2\right)^2[/dispmath][dispmath]a^2-8a+8<9a^2-12a+4[/dispmath][dispmath]8a^2-4a-4>0\quad /\; :4[/dispmath][dispmath]2a^2-a-1>0[/dispmath][dispmath]a_{1,2}=\frac{1\pm\sqrt{1+8}}{4}[/dispmath][dispmath]a_{1,2}=\frac{1\pm 3}{4}[/dispmath][dispmath]a_1=-\frac{1}{2},\quad a_2=1[/dispmath][dispmath]a<-\frac{1}{2}\quad\lor\quad a>1[/dispmath]Presek s uslovom ovog slučaja, [inlmath]a>\frac{2}{3}[/inlmath], daće [inlmath]a>1[/inlmath]. Ali, pošto je ovo slučaj s pretpostavkom da je [inlmath]a<1[/inlmath], ni ovaj slučaj nema rešenja.
Pošto nijedan od pretpostavljena dva slučaja ([inlmath]a>1[/inlmath] ili [inlmath]a<1[/inlmath]) nema rešenja, zaključujemo da zadatak nema rešenja.
I do not fear death. I had been dead for billions and billions of years before I was born, and had not suffered the slightest inconvenience from it. – Mark Twain