Найдите все значения параметра \(a\), при каждом из которых уравнение
\[\ln(6a - x)\cdot\ln(2a + 2x - 2) = \ln(6a - x)\cdot\ln(x - a)\]
имеет ровно один корень на отрезке \([0;\ 1]\).
Шаг 1. ОДЗ
Под каждым логарифмом должно стоять положительное число:
\[\begin{cases}6a - x > 0,\\ 2a + 2x - 2 > 0,\\ x - a > 0\end{cases} \qquad\Longleftrightarrow\qquad \begin{cases}x < 6a,\\ x > 1 - a,\\ x > a.\end{cases}\]
Важно! ОДЗ выписываем до преобразований. В этой задаче именно оно решает всё: формально корней два, но каждый живёт только при своих значениях параметра.
Шаг 2. Выносим общий множитель
Переносим всё влево:
\[\ln(6a - x)\Big[\ln(2a + 2x - 2) - \ln(x - a)\Big] = 0.\]
Важно! Сокращать на \(\ln(6a-x)\) нельзя — он вполне может обращаться в ноль, и тогда теряется целая серия корней.
Первый множитель:
\[\ln(6a - x) = 0 \;\Longrightarrow\; 6a - x = 1 \;\Longrightarrow\; x = 6a - 1.\]
Второй множитель: логарифмы равны, значит равны аргументы:
\[2a + 2x - 2 = x - a \;\Longrightarrow\; x = 2 - 3a.\]
Шаг 3. Когда каждый корень реально существует
Корень \(x = 6a - 1\). Подставляем в ОДЗ:
\[6a - 1 < 6a\ —\ \text{верно всегда};\]
\[6a - 1 > 1 - a \;\Longrightarrow\; 7a > 2 \;\Longrightarrow\; a > \dfrac27;\]
\[6a - 1 > a \;\Longrightarrow\; a > \dfrac15.\]
Жёстче оказалось первое: корень существует при \(a > \dfrac27\).
Корень \(x = 2 - 3a\).
\[2 - 3a < 6a \;\Longrightarrow\; a > \dfrac29;\qquad 2 - 3a > 1 - a \;\Longrightarrow\; a < \dfrac12;\qquad 2 - 3a > a \;\Longrightarrow\; a < \dfrac12.\]
Корень существует при \(\dfrac29 < a < \dfrac12\).
Шаг 4. Кто попадает на отрезок [0; 1]
\[0 \le 6a - 1 \le 1 \;\Longleftrightarrow\; \dfrac16 \le a \le \dfrac13;\]
\[0 \le 2 - 3a \le 1 \;\Longleftrightarrow\; \dfrac13 \le a \le \dfrac23.\]
Пересекаем с условиями существования:
\[\text{корень } 6a-1 \text{ работает при } a \in \left(\dfrac27;\ \dfrac13\right];\qquad \text{корень } 2-3a \text{ — при } a \in \left[\dfrac13;\ \dfrac12\right).\]
На рисунке каждая прямая нарисована сплошной там, где соответствующий корень проходит ОДЗ, и серым пунктиром — где не проходит. Пунктирные вертикали отмечают отрезок \([0;\,1]\).
Шаг 5. Собираем ответ
Два промежутка стыкуются в точке \(a = \dfrac13\). Проверим её отдельно: тогда \(6a - 1 = 1\) и \(2 - 3a = 1\) — корни совпали, он один. Значит \(a = \dfrac13\) подходит, и объединение получается сплошным:
\[\left(\dfrac27;\ \dfrac13\right] \cup \left[\dfrac13;\ \dfrac12\right) = \left(\dfrac27;\ \dfrac12\right).\]
Вне этого промежутка корней на отрезке нет вообще (ноль), поэтому больше ничего не добавляется.
Важно! Если бы в точке стыка корни не совпали, там было бы два корня и \(a = \dfrac13\) пришлось бы выколоть. Поэтому точку склейки всегда проверяют подстановкой, а не «на глаз».
Ответ: \(a \in \left(\dfrac27;\ \dfrac12\right)\)