9В. Найдите все значения параметра a, при каждом из которых неравенство  \({x^2} + {a^2}\,x-2a-4 < 0\)  выполняется при всех  \(x \in \left[ {0;\,1} \right].\)

Ответ

ОТВЕТ:  \(\left( {-1;\,3} \right).\)

Решение

Введём функцию  \(f\left( x \right) = {x^2} + {a^2}\,x-2a-4,\)  являющуюся параболой, ветви которой направлены вверх.  Следовательно, решение исходного неравенства будет расположено между корнями квадратного трёхчлена \({x^2} + {a^2}\,x-2a-4.\)

Чтобы исходное неравенство выполнялось при всех  \(x \in \left[ {0;\,1} \right]\)  (см. рис.), необходимо выполнение следующих условий:

\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{f\left( 0 \right) < 0,}\\{f\left( 1 \right) < 0\;\,}\end{array}\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;} \right.\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{-2a-4 < 0,\;\;\;\;\;\;\;\;}\\{1 + {a^2}-2a-4 < 0}\end{array}\;\;\;\;} \right. \Leftrightarrow \)

\( \Leftrightarrow \;\;\;\;\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{2a > -4,\;\,\;\;\;\;\;\;\;}\\{{a^2}-2a-3 < 0}\end{array}\;\;\;\; \Leftrightarrow } \right.\;\;\;\;\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{a \in \left( {-2;\infty } \right),}\\{a \in \left( {-1;3} \right)\;\;\,}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \;\;\;\;a \in \left( {-1;3} \right).\)

Ответ:  \(\left( {-1;\,3} \right).\)