19В. Найдите все значения параметра a, при каждом из которых уравнение  \({16^x} + \left( {3{a^2} + 5a + 7} \right) \cdot {4^x}-2a + 3 = 0\)  имеет единственный корень.

Ответ

ОТВЕТ: \(\left( {1,5;\,\infty } \right).\)

Решение

Пусть  \({4^x} = t,\;\;\;\;t > 0.\)  Тогда исходное уравнение примет вид:

\({t^2} + \left( {3{a^2} + 5a + 7} \right)t-2a + 3 = 0.\)

Введём функцию  \(f\left( t \right) = {t^2} + \left( {3{a^2} + 5a + 7} \right)t-2a + 3,\)  являющуюся параболой, ветви которой направлены вверх.

Исходное уравнение будет иметь один корень в двух случаях:

\(1)\;\;\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{D = 0,}\\{t > 0;\;\,}\end{array}} \right.\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;2)\;\;\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{D > 0,}\\{{t_1} > 0,\,\,}\\{{t_2} \le 0.\,}\end{array}} \right.\)

Так как вершина параболы  \(f\left( t \right) = {t^2} + \left( {3{a^2} + 5a + 7} \right)t-2a + 3\)  равна  \({t_{\rm{B}}} = -\frac{{3{a^2} + 5a + 7}}{2},\)  а  \(3{a^2} + 5a + 7 > 0\)  при  \(a \in R,\)  то есть  \({t_{\rm{B}}} < 0,\)  то первый случай невозможен. Второй случай выполнится, если  \(f\left( 0 \right) < 0,\)  то есть:

\(f\left( 0 \right) = {0^2} + \left( {3{a^2} + 5a + 7} \right) \cdot 0-2a + 3 < 0\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;-2a + 3 < 0\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;a > 1,5.\)

Таким образом, при  \(a \in \left( {1,5;\infty } \right)\)  исходное  уравнение будет иметь единственный корень.

Ответ:  \(\left( {1,5;\,\infty } \right).\)