Найдите все значения a, при каждом из которых система уравнений
имеет более двух решений.
Изобразим на координатной плоскости множество точек, координаты которых удовлетворяют первому уравнению системы.
Рассмотрим четыре случая:
1. Если и
то получаем уравнение
Полученное уравнение задаёт пару прямых и
Случаю удовлетворяют отрезки внутри квадрата
с вершиной в начале координат.
2. Если и
то получаем уравнение
Полученное уравнение задаёт параболу Случаю удовлетворяет только дуга ниже оси Ox.
3. Если и
то получаем уравнение
Полученное уравнение задаёт параболу Случаю удовлетворяет только дуга левее оси Oy.
4. Если и
то получаем уравнение
Полученное уравнение задаёт прямую Случаю удовлетворяют лучи вне квадрата
с вершиной в начале координат.
Точки
являются точками пересечения полученных парабол с полученными прямыми и лежат на прямых
и/или
поэтому искомое множество состоит из прямой l, задаваемой уравнением
отрезка AB прямой
дуги
параболы
с концами в точках B и C и дуги
параболы
с концами в точках A и C (см. рис.)
Рассмотрим второе уравнение системы. Оно задаёт прямую m, параллельную прямую AB или совпадающую с ней.
Заметим, что при a = 0 прямая m касается парабол и
в точке C.
При a = 1 прямая m содержит отрезок AB, то есть исходная система имеет бесконечное число решений.
При a = 0 прямая m касается дуг и
в точке C, пересекает прямую l в точке C и не пересекает отрезок AB, то есть исходная система имеет одно решение.
При прямая m не пересекает отрезок AB, пересекает прямую l в точке, отличной от точки C, и пересекает каждую из дуг
и
в одной точке, отличной от точки C, то есть исходная система имеет три решения.
При или
прямая m пересекает прямую l в одной точке и не пересекает дуги
и
и отрезок AB, то есть исходная система имеет одно решение.
Значит, исходная система имеет более двух решений при
Ответ:
Примечание Алексея Лапатина.
Утверждение «при a = 0 прямая m, касается парабол», используемое авторами в официальных критериях, далеко не очевидно и нуждается в обосновании. Я вижу два варианта 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 также 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 отвечает этому требованию для обеих парабол.


Здравствуйте!
«Заметим, что при a = 0 прямая m касается парабол» <...> Этот факт далеко не очевидный. Его нужно обосновывать. Я вижу два варианта его обоснования.
1. Найти касательную к одной из кривых в этой точке и показать, что она совпадает с нашей прямой. В силу симметрии всего рисунка относительно y= x для второй кривой это будет так же касательная.
2. Можно использовать свойство касательной к параболе: касательная к параболе с вертикальной осью симметрии будет пересекать горизонтальный отрезок, соединяющий вершину и точку на вертикальной прямой, проходящей через точку касания, в его середине. Достаточно показать, что наша прямая y = −x отвечает этому требованию для обеих парабол.
Добавили в текст.