Найдите все значения a, при каждом из которых система уравнений
$$$\begin{cases} x ^2 + 20x + y ^2 - 20y + 75=|x ^2 + y ^2 - 25| \\[6pt] x - y=a \end{cases}$$$
имеет более одного решения.
$$$\begin{cases} x ^2 + 20x + y ^2 - 20y + 75=|x ^2 + y ^2 - 25| \\[6pt] x - y=a \end{cases}$$$
имеет более одного решения.
💡 Пошаговый разбор и решение:
Изобразим на координатной плоскости множество точек, координаты которых удовлетворяют первому уравнению системы.
Рассмотрим два случая: [рис.]
1) Если $x ^2 + y ^2 больше или = 25$ имеем:
$x ^2 + 20x + y ^2 - 20y + 75=x ^2 + y ^2 - 25 = сильно y=x + 5$
Полученное уравнение задает прямую с коэффицентом наклона $k=1$ и проходящую через точки $( 0; 5 )$ и $( - 5; 0 )$
2) Если $x ^2 + y ^2 меньше 25$ имеем:
$x ^2 + 20x + y ^2 - 20y + 75= - x ^2 - y ^2 + 25 = сильно ( x + 5 ) ^2 + ( y - 5 ) ^2 =5 ^2$
Полученное уравнение задает окружность с центром в точке $Q ( - 5; 5 )$ и радиусом 5.
Полученные прямая и окружность пересекаются в двух точках $A ( - 5; 0 )$ и $B ( 0; 5 )$ лежащих на окружности $x ^2 + y ^2 =25$ поэтому в первом случае получаем два луча l1 и l2 с концами в точках A и B соответсвенно, во втором — дугу $\omega$ с концами в тех же точках точках (см. рис.). Заметим, что точка $C ( - 5 + \frac{5 $\sqrt{2}$}{2} ; 5 - \frac{5 $\sqrt{2}$}{2} )$ лежит на дуге $\omega$ и отрезок QC перпендикулярен прямой, полученной в первом случае.
Рассмотрим второе уравнение системы. Оно задает прямую m, параллельную лучам l1 и l2 или содержащую их.
При $a= - 5$ прямая m содержит лучи l1 и l2, то есть исходная система имеет бесконечное число решений.
При $a=5 $\sqrt{2}$ - 10$ прямая m проходит через точку C, значит, прямая m касается дуги $\omega$ и не имеет общих точек с лучами l1 и l2, то есть исходная система имеет одно решение.
При $ - 5 меньше a меньше 5 $\sqrt{2}$ - 10$ прямая m пересекает дугу $\omega$ в двух точках и не имеет общих точек с лучами l1 и l2, то есть исходная система имеет два решения.
При $a меньше - 5$ или $a больше 5 $\sqrt{2}$ - 10$ прямая m не имеет общих точек с лучами l1 и l2 и дугой $\omega$ то есть исходная система не имеет решений.
Значит, исходная система имеет более одного решения при $ - 5 меньше или = a меньше 5 $\sqrt{2}$ - 10$
Ответ: $[ - 5; 5 $\sqrt{2}$ - 10 )$
Рассмотрим два случая: [рис.]
1) Если $x ^2 + y ^2 больше или = 25$ имеем:
$x ^2 + 20x + y ^2 - 20y + 75=x ^2 + y ^2 - 25 = сильно y=x + 5$
Полученное уравнение задает прямую с коэффицентом наклона $k=1$ и проходящую через точки $( 0; 5 )$ и $( - 5; 0 )$
2) Если $x ^2 + y ^2 меньше 25$ имеем:
$x ^2 + 20x + y ^2 - 20y + 75= - x ^2 - y ^2 + 25 = сильно ( x + 5 ) ^2 + ( y - 5 ) ^2 =5 ^2$
Полученное уравнение задает окружность с центром в точке $Q ( - 5; 5 )$ и радиусом 5.
Полученные прямая и окружность пересекаются в двух точках $A ( - 5; 0 )$ и $B ( 0; 5 )$ лежащих на окружности $x ^2 + y ^2 =25$ поэтому в первом случае получаем два луча l1 и l2 с концами в точках A и B соответсвенно, во втором — дугу $\omega$ с концами в тех же точках точках (см. рис.). Заметим, что точка $C ( - 5 + \frac{5 $\sqrt{2}$}{2} ; 5 - \frac{5 $\sqrt{2}$}{2} )$ лежит на дуге $\omega$ и отрезок QC перпендикулярен прямой, полученной в первом случае.
Рассмотрим второе уравнение системы. Оно задает прямую m, параллельную лучам l1 и l2 или содержащую их.
При $a= - 5$ прямая m содержит лучи l1 и l2, то есть исходная система имеет бесконечное число решений.
При $a=5 $\sqrt{2}$ - 10$ прямая m проходит через точку C, значит, прямая m касается дуги $\omega$ и не имеет общих точек с лучами l1 и l2, то есть исходная система имеет одно решение.
При $ - 5 меньше a меньше 5 $\sqrt{2}$ - 10$ прямая m пересекает дугу $\omega$ в двух точках и не имеет общих точек с лучами l1 и l2, то есть исходная система имеет два решения.
При $a меньше - 5$ или $a больше 5 $\sqrt{2}$ - 10$ прямая m не имеет общих точек с лучами l1 и l2 и дугой $\omega$ то есть исходная система не имеет решений.
Значит, исходная система имеет более одного решения при $ - 5 меньше или = a меньше 5 $\sqrt{2}$ - 10$
Ответ: $[ - 5; 5 $\sqrt{2}$ - 10 )$
Правильный ответ:
$левая квадратная скобка минус 5; 5 корень из 2 минус 10 правая круглая скобка$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 64867 • Задание №3
[рис.] Найдите площадь боковой поверхности правильной четырехугольной пирамиды, сторона основания которой равн...
ID 65630 • Задание №6
[рис.] В треугольнике ABC угол C равен 90°, синус внешнего угла при вершине A равен $дробь: числитель: 7, знам...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Обоснованно получен правильный ответ | 4
С помощью верного рассуждения получено множество значений а, отличающееся от искомого только включением точки $a=5 корень из 2 минус 10$ | 3
При всех значениях a верно найдено количество решений системы в одном из двух случаев, возникающих при раскрытии модуля | 2
Задача верно сведена к исследованию взаимного расположения дуги окружности и прямых (аналитически или графически)
ИЛИ
получен неверный ответ из-за вычислительной ошибки, но при этом верно выполнены все шаги решения | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше | 0
Максимальный балл | 4
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Обоснованно получен правильный ответ | 4
С помощью верного рассуждения получено множество значений а, отличающееся от искомого только включением точки $a=5 корень из 2 минус 10$ | 3
При всех значениях a верно найдено количество решений системы в одном из двух случаев, возникающих при раскрытии модуля | 2
Задача верно сведена к исследованию взаимного расположения дуги окружности и прямых (аналитически или графически)
ИЛИ
получен неверный ответ из-за вычислительной ошибки, но при этом верно выполнены все шаги решения | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше | 0
Максимальный балл | 4
🔗 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 ...