Найдите все значения a, при каждом из которых система уравнений
имеет ровно три решения.
Преобразуем первое уравнение:
График первого уравнения — пара парабол, симметричных относительно оси абсцисс. График второго уравнения — прямая, проходящая через точку (10; 4). У этих графиков три общих точки, если
а) прямая проходит через общую точку двух параболы;
б) прямая касается одной из двух парабол.
В случае а) подставим точки (0; 0) и (4; 0) в уравнение прямой и получим два значения для параметра а:
В случае б) уравнение или
имеет одно решение, то есть у полученных после преобразования квадратных уравнений дискриминант равен нулю:
Решая уравнения, получаем четыре значения для а: Из условия следует, что
Остаются три значения.
Ответ:
Приведём другое решение:
Преобразуем первое уравнение системы.
Решим второе уравнение системы относительно y. При a ≠ 0
При таких у первое уравнение системы примет вид:
Заметим, что при любом значении a \ne 0 каждому значению x в соответствии с равенством будет соответствовать единственное значение y. Следовательно, мы вправе переформулировать задачу так: найдите все значения а, за исключением 0, при каждом из которых уравнение
имеет ровно три решения.
Уравнение (*) равносильно совокупности двух уравнений:
Найдем дискриминант уравнений (1) и (2), обозначив их D1 и D2 соответственно.
Найдем условие совпадения корней уравнений (1) и (2). Пусть x0 — корень как уравнения (1), так и уравнения (2). Тогда верно равенство:
При уравнение (1) примет вид:
Таким образом, совпадение корней уравнений (1) и (2) возможно лишь при и
Для того чтобы уравнение (*) имело ровно три решения необходимо:
1) или
2) или
3)
Но при этом один и только один из корней уравнения (1) совпадет с одним из корней уравнения (2). Каждый из перечисленных случаев рассмотрим отдельно.
1)
У последнего уравнения единственный подходящий корень, и это: a = −32.
Пересечением полученных результатов является a = −32, что отлично от и
2)
Полученные значения параметра а также отличны от и
3) Найдем множество значений а, при которых будут выполнены оба неравенства D1 > 0 и D2 > 0.
Таковыми будут промежутки: и
Докажем, что числа и
принадлежат промежутку
В данной ситуации нам достаточно доказать:
и
Действительно:
(неравенство очевидное).
(неравенство также очевидное).
Найдем корни уравнений (1) и (2) при и
и убедимся, что эти значения параметра — искомые.
Если то:
Если то:
Итак, при всех значениях кроме
и
уравнения (1) и (2), следовательно, и исходная система уравнений имеет ровно четыре решения, что нас не устраивает; при значениях же
и
— ровно три решения.
Ответ:

