Найдите все значения параметра a, при каждом из которых система уравнений
$$$\begin{cases} y = |x - a| - 4 \\[6pt] 4|y| + x ^2 + 8 x = 0 \end{cases}$$$
имеет ровно 4 различных решения.
$$$\begin{cases} y = |x - a| - 4 \\[6pt] 4|y| + x ^2 + 8 x = 0 \end{cases}$$$
имеет ровно 4 различных решения.
💡 Пошаговый разбор и решение:
Система уравнений имеет ровно 4 решения тогда и только тогда, когда графики первого и второго уравнений этой системы имеют ровно четыре общие точки. График функции $y = |x - a| - 4$ получают сдвигом графика функции $y = |x|$ на 4 единицы вниз вдоль оси Oy и на |a| единиц вдоль оси Ox. Второе уравнение системы запишем в виде
$|y| = - $\frac{x ^2 + 8x}{4}$ = сильно \left[ \begin{array}{l} $$\begin{cases} y больше или = 0 \\[6pt] y = - $\frac{x ^2 + 8x}{4}$ \end{cases}$$ . $$\begin{cases} y меньше 0 \\[6pt] y = $\frac{x ^2 + 8x}{4}$ . \end{cases}$$ . \end{array} \right.$
Графиком второго уравнения системы является объединение частей парабол $y = \pm \frac{x ^2 + 8x}{4}$ построенных на отрезке [−8; 0].
Пусть при $a = a_1$ и $a = a_2$ парабола $y = \frac{x ^2 + 8x}{4}$ касается левой и правой ветвей графика функции $y = |x - a| - 4$ то есть прямых $y = a - x - 4$ $y = x - a - 4$ соответственно. Найдем $a_1:$ касательная имеет с параболой единственную общую точку, а потому при $x меньше a$ должен быть равен нулю дискриминант уравнения
$\frac{x ^2 + 8x}{4} = a - x - 4 = сильно $\frac{1}{4}$ x ^2 + 3x - ( a - 4 ) = 0$
Находим: $D_1 = 9 + ( a - 4 ) = a + 5$ Дискриминант обращается в нуль при $a = - 5$ При этом абсцисса точки касания $x_1 = - \frac{b}{} 2a = - 6$ удовлетворяет условию $x меньше a$ Следовательно, $a_1 = - 5$ Аналогично найдем $a_2:$ дискриминант уравнения
$\frac{x ^2 + 8x}{4} = x - a - 4 = сильно $\frac{1}{4}$ x ^2 + x + ( a + 4 ) = 0$
равен $D_2 = 1 - ( a + 4 ) = - a - 3$ он обращается в нуль при $a = - 3$ При этом абсцисса точки касания $x_2 = - 2$ удовлетворяет условию $x больше или = a$ Следовательно, $a_2 = - 3$ [рис.]
Графики разномонотонных функций имеют не больше одной точки пересечения. Квадратичная функция выпукла, поэтому имеет с прямой не больше двух общих точек. Найденные точки касания $x_1$ и $x_2$ лежат на отрезке [−8; 0]. Таким образом, графики уравнений системы расположены так, как показано на рисунке (песочным цветом изображен график первого уравнения, зеленым и красным изображены графики второго уравнения для случаев $a = - 5$ $a = - 3 )$
При $a = - 5$ $a = - 3$ $a = - 4$ графики пересекаются ровно в трех точках. При $ - 5 меньше a меньше - 4$ и $ - 4 меньше a меньше - 3$ графики пересекаются в ровно в четырех точках. При $a меньше - 5$ и при $a больше - 3$ одна из ветвей графика модуля не пересекается с графиком второго уравнения, а другая ветвь имеет с ним не больше двух точек пересечения, поэтому прочие значения параметра не удовлетворяют условию.
Ответ: $( - 5; - 4 ) \cup ( - 4; - 3 )$
$|y| = - $\frac{x ^2 + 8x}{4}$ = сильно \left[ \begin{array}{l} $$\begin{cases} y больше или = 0 \\[6pt] y = - $\frac{x ^2 + 8x}{4}$ \end{cases}$$ . $$\begin{cases} y меньше 0 \\[6pt] y = $\frac{x ^2 + 8x}{4}$ . \end{cases}$$ . \end{array} \right.$
Графиком второго уравнения системы является объединение частей парабол $y = \pm \frac{x ^2 + 8x}{4}$ построенных на отрезке [−8; 0].
Пусть при $a = a_1$ и $a = a_2$ парабола $y = \frac{x ^2 + 8x}{4}$ касается левой и правой ветвей графика функции $y = |x - a| - 4$ то есть прямых $y = a - x - 4$ $y = x - a - 4$ соответственно. Найдем $a_1:$ касательная имеет с параболой единственную общую точку, а потому при $x меньше a$ должен быть равен нулю дискриминант уравнения
$\frac{x ^2 + 8x}{4} = a - x - 4 = сильно $\frac{1}{4}$ x ^2 + 3x - ( a - 4 ) = 0$
Находим: $D_1 = 9 + ( a - 4 ) = a + 5$ Дискриминант обращается в нуль при $a = - 5$ При этом абсцисса точки касания $x_1 = - \frac{b}{} 2a = - 6$ удовлетворяет условию $x меньше a$ Следовательно, $a_1 = - 5$ Аналогично найдем $a_2:$ дискриминант уравнения
$\frac{x ^2 + 8x}{4} = x - a - 4 = сильно $\frac{1}{4}$ x ^2 + x + ( a + 4 ) = 0$
равен $D_2 = 1 - ( a + 4 ) = - a - 3$ он обращается в нуль при $a = - 3$ При этом абсцисса точки касания $x_2 = - 2$ удовлетворяет условию $x больше или = a$ Следовательно, $a_2 = - 3$ [рис.]
Графики разномонотонных функций имеют не больше одной точки пересечения. Квадратичная функция выпукла, поэтому имеет с прямой не больше двух общих точек. Найденные точки касания $x_1$ и $x_2$ лежат на отрезке [−8; 0]. Таким образом, графики уравнений системы расположены так, как показано на рисунке (песочным цветом изображен график первого уравнения, зеленым и красным изображены графики второго уравнения для случаев $a = - 5$ $a = - 3 )$
При $a = - 5$ $a = - 3$ $a = - 4$ графики пересекаются ровно в трех точках. При $ - 5 меньше a меньше - 4$ и $ - 4 меньше a меньше - 3$ графики пересекаются в ровно в четырех точках. При $a меньше - 5$ и при $a больше - 3$ одна из ветвей графика модуля не пересекается с графиком второго уравнения, а другая ветвь имеет с ним не больше двух точек пересечения, поэтому прочие значения параметра не удовлетворяют условию.
Ответ: $( - 5; - 4 ) \cup ( - 4; - 3 )$
Правильный ответ:
$левая круглая скобка минус 5; минус 4 правая круглая скобка \cup левая круглая скобка минус 4; минус 3 правая круглая скобка$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 69182 • Задание №15
На катетах AC и BC прямоугольного треугольника ABC как на диаметрах построены окружности, второй раз пересекаю...
ID 68198 • Задание №14
В прямоугольном параллелепипеде ABCDA1B1C1D1 известны длины ребер: AB = 4, BC = 2, AA1 = 2. Точка M — с...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Обоснованно получен правильный ответ | 4
С помощью верного рассуждения получено множество значений a, отличающееся от искомого только включением точки a = −5 и/или a = −3 | 3
С помощью верного рассуждения получен промежуток (−5; −3) множества значений a, возможно, с включением граничных точек
ИЛИ
получен неверный ответ из-за вычислительной ошибки, но при этом верно выполнены все шаги решения | 2
Задача верно сведена к исследованию взаимного расположения дуг парабол и лучей (аналитически или графически) | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше | 0
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Обоснованно получен правильный ответ | 4
С помощью верного рассуждения получено множество значений a, отличающееся от искомого только включением точки a = −5 и/или a = −3 | 3
С помощью верного рассуждения получен промежуток (−5; −3) множества значений a, возможно, с включением граничных точек
ИЛИ
получен неверный ответ из-за вычислительной ошибки, но при этом верно выполнены все шаги решения | 2
Задача верно сведена к исследованию взаимного расположения дуг парабол и лучей (аналитически или графически) | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше | 0
🔗 Другие задания линии №18 по предмету Математика. Профильный уровень:
ID 70718
Найдите все значения k, при каждом из которых уравнение
$дробь: числитель: 6k минус левая круг...
ID 70719
Найдите все значения a, для каждого из которых уравнение $логарифм по основанию левая круглая с...
ID 70720
Найдите все значения a, при которых уравнение
$левая круглая скобка логарифм по основанию 8 ле...
ID 70721
Найдите наименьшее натуральное значение a, при котором расстояние между наибольшим и наименьшим...
ID 70722
Найдите все значения a, при которых уравнение
$левая круглая скобка x в квадрате плюс 2x плюс ...