Задача 1: Дана функция \( f(x) = x^2 + 2mx + m^2 - 2m \). Для того чтобы найти действительные значения \( m \), при которых \( f(1) = 5 \), подставим \( x = 1 \):
\[ f(1) = 1^2 + 2m \cdot 1 + m^2 - 2m = 1 + 2m + m^2 - 2m = m^2 - m + 1. \] Равно \( 5 \):
\[ m^2 - m + 1 = 5. \] Упрощаем уравнение:
\[ m^2 - m - 4 = 0. \]
Теперь применим формулу корней квадратного уравнения \( m = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \):
\[ m = \frac{1 \pm \sqrt{(-1)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-4)}}{2 \cdot 1} = \frac{1 \pm \sqrt{1 + 16}}{2} = \frac{1 \pm \sqrt{17}}{2}. \]
Мы получаем два значения \( m_1 = \frac{1 + \sqrt{17}}{2} \) и \( m_2 = \frac{1 - \sqrt{17}}{2} \).
Теперь находим абсциссу вершины параболы. Вершина параболы функции \( f(x) \) располагается в точке \( x_v = -\frac{b}{2a} = -\frac{2m}{2} = -m \). Мы ищем условия, когда это значение положительно:
\[ -m > 0 \Rightarrow m < 0. \]
Таким образом, действительное значение \( m \) должно одновременно удовлетворять \( m < 0 \) и быть одним из двух найденных корней.
Задача 2: Дана функция \( f(x) = mx^2 + m^2 - 4m - 1 \). Чтобы \( x = 2 \) был корнем функции, подставим \( x = 2 \):
\[ f(2) = m(2)^2 + m^2 - 4m - 1 = 4m + m^2 - 4m - 1 = m^2 - 1. \]
Для того чтобы \( f(2) = 0 \):
\[ m^2 - 1 = 0 \Rightarrow m^2 = 1 \Rightarrow m = 1 \text{ или } m = -1. \]
Теперь проверим условия для параболы. Мы хотим, чтобы ветви параболы направлялись вниз, что означает, что коэффициент при \( x^2 \) должен быть отрицательным:
\[ m < 0. \]
Таким образом, единственным действительным значением \( m \) является \( m = -1 \), так как только он соответствует условию направления ветвей.
Задача 3: Дана функция \( f(x) = 4x^2 + 4mx + m^2 + m \). Вершина параболы находится в точке:
\[ x_v = -\frac{b}{2a} = -\frac{4m}{2 \cdot 4} = -\frac{m}{2}. \]
Для того чтобы вершина находилась строго выше оси абсцисс, подставим это в функцию:
\[ f\left(-\frac{m}{2}\right) = 4\left(-\frac{m}{2}\right)^2 + 4m\left(-\frac{m}{2}\right) + m^2 + m. \] Вычислим:
\[ = 4 \cdot \frac{m^2}{4} - 2m^2 + m^2 + m = m^2 - 2m^2 + m^2 + m = m. \]
Для того чтобы функция была выше нуля:
\[ m > 0. \]
Таким образом, действительное значение \( m \) должно быть положительно.
Задача 4: Дана функция \( f(x) = mx^2 + 2x + 1 \). Чтобы парабола пересекала ось абсцисс в двух разных точках, дискриминант должен быть положительным:
\[ D = b^2 - 4ac = 2^2 - 4 \cdot m \cdot 1 = 4 - 4m > 0. \]
Это неравенство дает:
\[ 4 > 4m \Rightarrow 1 > m. \]
Также для того чтобы график функции был направлен вверх, необходимо, чтобы \( m > 0 \).
Таким образом, действительные значения \( m \) удовлетворяют условию:
\[ 0 < m < 1. \]
Это и есть искомые значения для каждой задачи. Если будут дополнительные вопросы по этим задачам или другим темам, не стесняйтесь спрашивать!
