Чтобы определить, при каких значениях \( a \) уравнение \( ||2x| - 1| = x - a \) имеет ровно три решения, можно воспользоваться графическим методом.
Сначала рассмотрим обе стороны уравнения. Задача сводится к нахождению точек пересечения графиков функций \( y = ||2x| - 1| \) и \( y = x - a \).
Анализ функции \( y = ||2x| - 1| \):
Для \( x \geq 0 \): \[ |2x| = 2x \quad \Rightarrow \quad ||2x| - 1| = |2x - 1| \]
- Если \( 2x - 1 \geq 0 \) (т.е. \( x \geq 0.5 \)), то \( ||2x| - 1| = 2x - 1 \).
- Если \( 2x - 1 < 0 \) (т.е. \( x < 0.5 \)), то \( ||2x| - 1| = 1 - 2x \).
Для \( x < 0 \): \[ |2x| = -2x \quad \Rightarrow \quad ||2x| - 1| = |-2x - 1| = 2x + 1 \]
В итоге, функция \( y = ||2x| - 1| \) принимает следующие формы:
- Для \( x < -0.5 \): \( y = -2x - 1 \)
- Для \( -0.5 \leq x < 0.5 \): \( y = 1 - 2x \)
- Для \( x \geq 0.5 \): \( y = 2x - 1 \)
Анализ функции \( y = x - a \): Это прямая, с угловым коэффициентом 1, пересекающая ось y в точке \( -a \).
Теперь задача состоит в том, чтобы выяснить, при каких \( a \) график прямой пересекает график функции \( y = ||2x| - 1| \) ровно три раза.
Определим ключевые точки:
- У \( x = -0.5 \): \( y = 1 - 2(-0.5) = 2 \).
- У \( x = 0.5 \): \( y = 1 - 2(0.5) = 0 \).
Условия для трех решений:
Чтобы прямая пересекала график функции в трех точках:
- Прямая должна пересечь сплошные участки функции \( y = ||2x| - 1| \) в точках между \( -0.5 \) и \( 0.5 \) и один раз за её пределами.
Для этого нужно, чтобы прямая \( y = x - a \) пересекала график в:
- Одна точка перед \( -0.5 \) (первая точка).
- Одна точка между \( -0.5 \) и \( 0.5 \) (вторая точка).
- Одна точка после \( 0.5 \) (третья точка).
Установка условий:
- Если прямая проходит через точку \( (0.5, 0) \), то \( 0 - a = 0 \rightarrow a = 0 \).
- Для нахождения чёткого значения \( a \), чтобы прямая \( y = x - a \) пересекла график в точке между \( -0.5 \) и \( 0.5 \) дважды, она должна находиться в пределах \( -0.5 \) и \( 0 \) по оси y.
Таким образом, значения \( a \), при которых уравнение имеет ровно три решения, находятся в интервале: \[ -0.5 < a < 0 \]
В этих пределах прямая пересечет график в требуемом количестве точек.