求方程 $\sqrt{{{x}^{2}}-p}+2\sqrt{{{x}^{2}}-1}=x$ 的全部实数解,其中 $p$ 为实参数.(捷克斯洛伐克)
【难度】
【出处】
1963年第05届IMO试题
【标注】
【答案】
略
【解析】
若 $p<0$,则 $\sqrt{x^2-p}+2\sqrt{x^2-1}\geqslant \sqrt{x^2-p}>x$,此时原方程无解,故可设 $p\geqslant 0$,并且 $x\geqslant 1,x\geqslant p$.
现将方程写成形式 $2\sqrt{x^2-1}=x-\sqrt{x^2-p}$,
平方后整理得 $2x^2+p-4=-2x\sqrt{x^2-p}$.
再平方整理得 $8(2-p)x^2=(p-4)^2$.
易知 $p$ 必须满足 $0\leqslant p<2$.并且此时只可能有解 $x=\dfrac{4-p}{\sqrt{8(2-p)}}$.
代入原方程并化简,得 $|3p-4|=4-3p$,于是有 $p\leqslant \dfrac{4}{3}$.
综上所述,当且仅当 $0\leqslant p\leqslant \dfrac{4}{3}$ 时方程有唯一解 $x=\dfrac{4-p}{\sqrt{8(2-p)}}$.
现将方程写成形式 $2\sqrt{x^2-1}=x-\sqrt{x^2-p}$,
平方后整理得 $2x^2+p-4=-2x\sqrt{x^2-p}$.
再平方整理得 $8(2-p)x^2=(p-4)^2$.
易知 $p$ 必须满足 $0\leqslant p<2$.并且此时只可能有解 $x=\dfrac{4-p}{\sqrt{8(2-p)}}$.
代入原方程并化简,得 $|3p-4|=4-3p$,于是有 $p\leqslant \dfrac{4}{3}$.
综上所述,当且仅当 $0\leqslant p\leqslant \dfrac{4}{3}$ 时方程有唯一解 $x=\dfrac{4-p}{\sqrt{8(2-p)}}$.
答案
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