Найдите все значения a, при каждом из которых система уравнений
$$$\begin{cases} |x ^2 - 1| - 2 x - x ^2 = |y ^2 - 1| - 2 y - y ^2 \\[6pt] x + y = a \end{cases}$$$
имеет больше двух решений.
$$$\begin{cases} |x ^2 - 1| - 2 x - x ^2 = |y ^2 - 1| - 2 y - y ^2 \\[6pt] x + y = a \end{cases}$$$
имеет больше двух решений.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] Изобразим на координатной плоскости множество точек, координаты которых удовлетворяют первому уравнению системы. Рассмотрим четыре случая.
1. Если $x ^2 - 1 меньше или = 0$ и $y ^2 - 1 меньше или = 0$ то получаем уравнение:
$1 - x ^2 - 2 x - x ^2 =1 - y ^2 - 2 y - y ^2 = сильно y ^2 - x ^2 + y - x=0 = сильно ( y - x ) ( x + y + 1 ) =0$ $1 - x ^2 - 2 x - x ^2 =1 - y ^2 - 2 y - y ^2 = сильно$
$ = сильно y ^2 - x ^2 + y - x=0 = сильно ( y - x ) ( x + y + 1 ) =0$
Полученное уравнение задаёт две прямых: $y=x$ и $y= - x - 1$
2. Если $x ^2 - 1 меньше или = 0$ и $y ^2 - 1 больше или = 0$ то получаем уравнение:
$1 - x ^2 - 2 x - x ^2 =y ^2 - 1 - 2 y - y ^2 = сильно y=x ^2 + x - 1$
Полученное уравнение задаёт параболу $y=x ^2 + x - 1$
3. Если $x ^2 - 1 больше или = 0$ и $y ^2 - 1 меньше или = 0$ то получаем уравнение:
$x ^2 - 1 - 2 x - x ^2 =1 - y ^2 - 2 y - y ^2 = сильно x=y ^2 + y - 1$
Полученное уравнение задаёт параболу $x=y ^2 + y - 1$
4. Если $x ^2 - 1 больше или = 0$ и $y ^2 - 1 больше или = 0$ то получаем уравнение:
$x ^2 - 1 - 2 x - x ^2 =y ^2 - 1 - 2 y - y ^2 = сильно y=x$
Полученное уравнение задаёт прямую $y=x$ Точки A(−1; 0), B(0; −1) и C(−1; −1) являются точками пересечения полученных парабол с полученными прямыми и лежат на прямых $x = - 1$ и/или $y = - 1$ поэтому искомое множество состоит из прямой l, задаваемой уравнением $y=x$ отрезка AB прямой $x + y= - 1$ дуги $\omega_1$ параболы $y=x ^2 + x - 1$ с концами в точках B и C и дуги $\omega_2$ параболы $x=y ^2 + y - 1$ с концами в точках A и C (см. рис.).
Рассмотрим второе уравнение системы. Оно задаёт прямую m, параллельную прямой AB или совпадающую с ней.
Заметим, что при $a= - 2$ прямая m касается парабол $x=y ^2 + y - 1$ и $y=x ^2 + x - 1$ в точке C.
При $a = - 1$ прямая m содержит отрезок AB, то есть исходная система имеет бесконечное число решений.
При $a = - 2$ прямая m касается дуг $\omega_1$ и $\omega_2$ в точке C, пересекает прямую l в точке C и не пересекает отрезок AB, то есть исходная система имеет одно решение.
При $ - 2 меньше a меньше - 1$ прямая m не пересекает отрезок AB, пересекает прямую l в точке, отличной от точки C, и пересекает каждую из дуг $\omega_1$ и $\omega_2$ в одной точке, отличной от точки C, то есть исходная система имеет три решения.
При $a меньше - 2$ или $a больше - 1$ прямая m пересекает прямую l в одной точке и не пересекает дуги $\omega_1$ и $\omega_2$ и отрезок AB, то есть исходная система имеет одно решение.
Значит, исходная система имеет больше двух решений при $ - 2 меньше a \leqslant - 1$
Ответ: $ - 2 меньше a \leqslant - 1$
Примечание редакции Решу ЕГЭ.
Утверждение «при a = −2 прямая m, касается парабол», используемое авторами в официальных критериях, далеко не очевидно и нуждается в обосновании. Можно предложить такие варианты его обоснования.
1. Найти касательную к одной из кривых в этой точке и показать, что она совпадает с прямой m. В силу симметрии всего рисунка относительно y= x для второй кривой m так же будет касательной.
2. Можно использовать свойство: касательная к параболе с вертикальной осью симметрии пересекает горизонтальный отрезок, соединяющий вершину и точку на вертикальной прямой, проходящей через точку касания, в его середине. Достаточно показать, что прямая $y = - x - 2$ отвечает этому требованию для обеих парабол.
1. Если $x ^2 - 1 меньше или = 0$ и $y ^2 - 1 меньше или = 0$ то получаем уравнение:
$1 - x ^2 - 2 x - x ^2 =1 - y ^2 - 2 y - y ^2 = сильно y ^2 - x ^2 + y - x=0 = сильно ( y - x ) ( x + y + 1 ) =0$ $1 - x ^2 - 2 x - x ^2 =1 - y ^2 - 2 y - y ^2 = сильно$
$ = сильно y ^2 - x ^2 + y - x=0 = сильно ( y - x ) ( x + y + 1 ) =0$
Полученное уравнение задаёт две прямых: $y=x$ и $y= - x - 1$
2. Если $x ^2 - 1 меньше или = 0$ и $y ^2 - 1 больше или = 0$ то получаем уравнение:
$1 - x ^2 - 2 x - x ^2 =y ^2 - 1 - 2 y - y ^2 = сильно y=x ^2 + x - 1$
Полученное уравнение задаёт параболу $y=x ^2 + x - 1$
3. Если $x ^2 - 1 больше или = 0$ и $y ^2 - 1 меньше или = 0$ то получаем уравнение:
$x ^2 - 1 - 2 x - x ^2 =1 - y ^2 - 2 y - y ^2 = сильно x=y ^2 + y - 1$
Полученное уравнение задаёт параболу $x=y ^2 + y - 1$
4. Если $x ^2 - 1 больше или = 0$ и $y ^2 - 1 больше или = 0$ то получаем уравнение:
$x ^2 - 1 - 2 x - x ^2 =y ^2 - 1 - 2 y - y ^2 = сильно y=x$
Полученное уравнение задаёт прямую $y=x$ Точки A(−1; 0), B(0; −1) и C(−1; −1) являются точками пересечения полученных парабол с полученными прямыми и лежат на прямых $x = - 1$ и/или $y = - 1$ поэтому искомое множество состоит из прямой l, задаваемой уравнением $y=x$ отрезка AB прямой $x + y= - 1$ дуги $\omega_1$ параболы $y=x ^2 + x - 1$ с концами в точках B и C и дуги $\omega_2$ параболы $x=y ^2 + y - 1$ с концами в точках A и C (см. рис.).
Рассмотрим второе уравнение системы. Оно задаёт прямую m, параллельную прямой AB или совпадающую с ней.
Заметим, что при $a= - 2$ прямая m касается парабол $x=y ^2 + y - 1$ и $y=x ^2 + x - 1$ в точке C.
При $a = - 1$ прямая m содержит отрезок AB, то есть исходная система имеет бесконечное число решений.
При $a = - 2$ прямая m касается дуг $\omega_1$ и $\omega_2$ в точке C, пересекает прямую l в точке C и не пересекает отрезок AB, то есть исходная система имеет одно решение.
При $ - 2 меньше a меньше - 1$ прямая m не пересекает отрезок AB, пересекает прямую l в точке, отличной от точки C, и пересекает каждую из дуг $\omega_1$ и $\omega_2$ в одной точке, отличной от точки C, то есть исходная система имеет три решения.
При $a меньше - 2$ или $a больше - 1$ прямая m пересекает прямую l в одной точке и не пересекает дуги $\omega_1$ и $\omega_2$ и отрезок AB, то есть исходная система имеет одно решение.
Значит, исходная система имеет больше двух решений при $ - 2 меньше a \leqslant - 1$
Ответ: $ - 2 меньше a \leqslant - 1$
Примечание редакции Решу ЕГЭ.
Утверждение «при a = −2 прямая m, касается парабол», используемое авторами в официальных критериях, далеко не очевидно и нуждается в обосновании. Можно предложить такие варианты его обоснования.
1. Найти касательную к одной из кривых в этой точке и показать, что она совпадает с прямой m. В силу симметрии всего рисунка относительно y= x для второй кривой m так же будет касательной.
2. Можно использовать свойство: касательная к параболе с вертикальной осью симметрии пересекает горизонтальный отрезок, соединяющий вершину и точку на вертикальной прямой, проходящей через точку касания, в его середине. Достаточно показать, что прямая $y = - x - 2$ отвечает этому требованию для обеих парабол.
Правильный ответ:
$минус 2 меньше a \leqslant минус 1$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 71906 • Задание №19
В некотором царстве было несколько (более двух) княжеств. Однажды некоторые из этих княжеств объявили себя цар...
ID 66873 • Задание №11
[рис.] На рисунке изображён график функции $f левая круглая скобка x правая круглая скобка =\dfrackx плюс ax п...
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 исключением точки $a= минус 1$ | 3
При всех значения a верно найдено количество решений системы в одном из четырёх случаев, возникающих при раскрытии модулей
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 прямых (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 исключением точки $a= минус 1$ | 3
При всех значения a верно найдено количество решений системы в одном из четырёх случаев, возникающих при раскрытии модулей
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 прямых (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 ...