44В. Найдите все значения параметра a, при каждом из которых уравнение  \({4^x} + \left( {a-6} \right) \cdot {2^x} = \left( {2 + 3\,\left| {\,a\,} \right|\,} \right) \cdot {2^x} + \left( {a-6} \right)\,\left( {3\,\left| {\,a\,} \right| + 2\,} \right)\)  имеет единственное решение.

Ответ

ОТВЕТ: \(\left\{ {-2;1} \right\} \cup \left[ {6;\infty } \right).\)

Решение

\({4^x} + \left( {a-6} \right) \cdot {2^x} = \left( {2 + 3\,\left| {\,a\,} \right|\,} \right) \cdot {2^x} + \left( {a-6} \right)\,\left( {3\,\left| {\,a\,} \right| + 2\,} \right)\;\;\;\; \Leftrightarrow \)

\( \Leftrightarrow \,\,\,\,\,\;\,{2^{2x}} + \left( {a-6-\left( {2 + 3\left| {\,a\,} \right|} \right)} \right){2^x}-\left( {a-6} \right)\left( {3\left| {\,a\,} \right| + 2} \right) = 0.\)

Пусть  \({2^x} = t.\)  Тогда полученное уравнение примет вид:

\({t^2} + \left( {a-6-\left( {2 + 3\left| {\,a\,} \right|} \right)} \right)t-\left( {a-6} \right)\left( {3\left| {\,a\,} \right| + 2} \right) = 0;\;\;\;\;D = {\left( {a-6} \right)^2}-2\left( {a-6} \right)\left( {2 + 3\left| {\,a\,} \right|} \right) + \)

\( + {\left( {2 + 3\left| {\,a\,} \right|} \right)^2} + 4\left( {a-6} \right)\left( {3\left| {\,a\,} \right| + 2} \right) = {\left( {a-6} \right)^2} + 2\left( {a-6} \right)\left( {2 + 3\left| {\,a\,} \right|} \right) + {\left( {2 + 3\left| {\,a\,} \right|} \right)^2} = \)

\( = {\left( {a-6 + 2 + 3\left| {\,a\,} \right|} \right)^2};\;\;\;\;\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{t = \frac{{-\left( {a-6} \right) + 2 + 3\left| {\,a\,} \right| + a-6 + 2 + 3\left| {\,a\,} \right|}}{2},\,\,}\\{t = \frac{{-\left( {a-6} \right) + 2 + 3\left| {\,a\,} \right|-(a-6)-2-3\left| {\,a\,} \right|}}{2}}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \,\,\,\,\,\;\,\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{t = 2 + 3\left| {\,a\,} \right|,}\\{t = 6-a.\;\;\,\,\,\,\,\,}\end{array}} \right.\)

Вернёмся к прежней переменной:  \(\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{{2^x} = 2 + 3\left| a \right|,}\\{{2^x} = 6-a.\;\;\;\;}\end{array}} \right.\)

Так как \(2 + 3\left| a \right| > 0\)  при  \(a \in R,\)  то первое уравнение полученной совокупности имеет ровно одно решение.

Следовательно, чтобы исходное уравнение имело одно решение второе уравнение не должно иметь решений. Для этого:

\(6-a \le 0\;\;\;\; \Leftrightarrow \,\,\,\,\,\;\,a \ge 6.\)

Рассмотрим случай, когда  \(D = 0.\)  Тогда:

\(a-6 + 2 + 3\left| a \right| = 0\;\;\;\; \Leftrightarrow \,\,\,\,\,\;\,3\left| a \right| = 4-a\;\;\;\; \Leftrightarrow \,\,\,\,\,\;\,\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{3a = 4-a,\;\;}\\{a \ge 0\;\;\;\;\;\;\;\,\;\;}\end{array}} \right.}\\{\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{-3a = 4-a,}\\{a < 0\;\;\;\;\;\;\;\;\;\,}\end{array}} \right.}\end{array}} \right.\;\;\;\; \Leftrightarrow \,\,\,\,\,\;\,\left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{a = 1,\;\;\,}\\{a = -2.}\end{array}} \right.\)

Если  \(a = 1,\)  то  \(t = 5,\)  уравнение  \({2^x} = 5\,\,\,\,\,\, \Leftrightarrow \,\,\,\,\,x = {\log _2}5\)  имеет одно решение, следовательно  \(a = 1\)  подходит.

Если \(a = -2,\)  то  \(t = 8,\)  уравнение  \({2^x} = 8\,\,\,\,\,\, \Leftrightarrow \,\,\,\,\,x = 3\)  имеет одно решение, следовательно  \(a = -2\)  подходит.

Таким образом, при  \(a \in \left\{ {-2;1} \right\} \cup \left[ {6;\infty } \right)\)  исходное уравнение имеет единственное решение.

Ответ:  \(\left\{ {-2;1} \right\} \cup \left[ {6;\infty } \right).\)