Найдите все значения а, для каждого из которых уравнение ${4}^{x}+(a-6){2}^{x}=(2+3|a|){2}^{x}+(a-6)(3|a|+2)$ имеет единственное решение.
Задание с развёрнутым ответом. Запишите решение и сравните его с разбором.
Ответ: $a\in\{-2;1\}\cup[6;+\infty)$.
Решение
Нужно определить, когда показательное уравнение имеет один корень. Введём $t=2^x$. Такая замена полезна потому, что $4^x=(2^x)^2=t^2$.
При всех действительных $x$ получаем $t>0$. И наоборот, каждому положительному $t$ соответствует ровно один $x=\log_{2}t$, поскольку показательная функция с основанием больше 1 строго возрастает. Поэтому достаточно посчитать различные положительные корни уравнения по $t$.
Переносим правую часть влево и группируем:
$$t^2+(a-6)t-(3|a|+2)t-(a-6)(3|a|+2)=0,$$
$$t(t+a-6)-(3|a|+2)(t+a-6)=0,$$
Выносим общую скобку:
$$(t+a-6)(t-3|a|-2)=0.$$
Две ветви дают:
$$t_1=6-a,\qquad t_2=3|a|+2.$$
Второй корень всегда положителен: $|a|\ge0$, значит, $3|a|+2\ge2>0$. Первый положителен только при $a<6$. При $a\ge6$ первый равен нулю или отрицателен, поэтому остаётся ровно один допустимый корень.
При $a<6$ оба кандидата положительны. Тогда единственность возможна только при их совпадении:
$$6-a=3|a|+2,\qquad4-a=3|a|.$$
Раскрываем модуль отдельно по знаку параметра. Если $a\ge0$, то $|a|=a$:
$$4-a=3a,\quad4=4a,\quad a=1.$$
Если $a<0$, то $|a|=-a$:
$$4-a=-3a,\quad4=-2a,\quad a=-2.$$
Оба значения лежат в рассмотренном диапазоне и дают совпадение положительных кандидатов. Других вариантов одного положительного корня нет.
Ответ:
$$a\in \{-2;1\}\cup[6;+\infty).$$