Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 18 № 548407
i

При каких зна­че­ни­ях a си­сте­ма

 си­сте­ма вы­ра­же­ний ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 16 минус y в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 16 минус a в квад­ра­те x в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та ,x в квад­ра­те плюс y в квад­ра­те =6x плюс 4y конец си­сте­мы .

имеет ровно два ре­ше­ния?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Пре­об­ра­зу­ем си­сте­му:

 си­сте­ма вы­ра­же­ний ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 16 минус y в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 16 минус a в квад­ра­те x в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та ,x в квад­ра­те плюс y в квад­ра­те =6x плюс 4y конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний 16 минус y в квад­ра­те боль­ше или равно 0, 16 минус y в квад­ра­те =16 минус a в квад­ра­те x в квад­ра­те ,x в квад­ра­те минус 6x плюс y в квад­ра­те минус 4y = 0 конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний минус 4 мень­ше или равно y мень­ше или равно 4, y=\pm ax, левая круг­лая скоб­ка x минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка y минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те =13. конец си­сте­мы .

Изоб­ра­зим линии, со­от­вет­ству­ю­щие пред­ло­же­ни­ям си­сте­мы, в плос­ко­сти xOy. Каж­дое из двух урав­не­ний y=\pm ax задаёт пучок пря­мых, про­хо­дя­щих через на­ча­ло ко­ор­ди­нат, сим­мет­рич­ных друг другу от­но­си­тель­но оси ор­ди­нат и сов­па­да­ю­щих при a=0. Двой­ное не­ра­вен­ство  минус 4 мень­ше или равно y мень­ше или равно 4 за­да­ет го­ри­зон­таль­ную по­ло­су, огра­ни­чен­ную пря­мы­ми y= минус 4 и y=4, вклю­чая гра­ни­цы. Урав­не­ние  левая круг­лая скоб­ка x минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка y минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те =13 за­да­ет окруж­ность с цен­тром в точке  левая круг­лая скоб­ка 3; 2 пра­вая круг­лая скоб­ка и ра­ди­у­сом  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та . Дуга окруж­но­сти, ле­жа­щая в ука­зан­ной по­ло­се, вы­де­ле­на на ри­сун­ке синим. Опре­де­лим, при каком зна­че­нии па­ра­мет­ра а пря­мые, за­да­ва­е­мые урав­не­ни­я­ми y=\pm ax, имеют с этой дугой окруж­но­сти ровно две общие точки.

Точка  левая круг­лая скоб­ка 0; 0 пра­вая круг­лая скоб­ка яв­ля­ет­ся ре­ше­ни­ем при любом зна­че­нии па­ра­мет­ра a. Вто­рая точка пе­ре­се­че­ния со­от­вет­ству­ет сле­ду­ю­щим трем слу­ча­ям.

  — Пе­ре­се­че­нию сов­па­да­ю­щих при a=0 пря­мых y=\pm ax с дугой окруж­но­сти в точке (6; 0)  — см. рис., вы­де­ле­но оран­же­вым.

  — Пе­ре­се­че­нию с дугой окруж­но­сти одной из пря­мых в том слу­чае, когда дру­гая пря­мая яв­ля­ет­ся ка­са­тель­ной, про­хо­дя­щей через точку  левая круг­лая скоб­ка 0; 0 пра­вая круг­лая скоб­ка . Най­дем урав­не­ние такой ка­са­тель­ной. Пря­мая, про­хо­дя­щая через на­ча­ло ко­ор­ди­нат, за­да­ет­ся урав­не­ни­ем y=kx. Ка­са­тель­ная к окруж­но­сти пер­пен­ди­ку­ляр­на ра­ди­у­су, про­ве­ден­но­му в точку ка­са­ния, то есть пер­пен­ди­ку­ляр­на пря­мой y= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби x, со­дер­жа­щий этот ра­ди­ус (см. рис.). Две пря­мые на плос­ко­сти, от­лич­ные от ко­ор­ди­нат­ных осей, пер­пен­ди­ку­ляр­ны тогда и толь­ко тогда, когда про­из­ве­де­ние их уг­ло­вых ко­эф­фи­ци­ен­тов равно −1. Тем самым k умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби = минус 1, от­ку­да k = минус дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . Сле­до­ва­тель­но, ис­ко­мое урав­не­ние ка­са­тель­ной есть y= минус дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби x, что со­от­вет­ству­ет зна­че­ни­ям a=\pm дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . При этом вто­рая пря­мая y= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби x не пе­ре­се­ка­ет дугу окруж­но­сти в точке, от­лич­ной от на­ча­ла ко­ор­ди­нат, а зна­чит, най­ден­ные зна­че­ния па­ра­мет­ра не яв­ля­ют­ся ис­ко­мы­ми.

  — Пе­ре­се­че­нию с дугой окруж­но­сти одной из пря­мых, если при этом вто­рая пря­мая не пе­ре­се­ка­ет дугу в точке, от­лич­ной от точки  левая круг­лая скоб­ка 0; 0 пра­вая круг­лая скоб­ка . Этот слу­чай ре­а­ли­зу­ет­ся при a боль­ше минус дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби или при a мень­ше дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , за ис­клю­че­ни­ем ранее от­бро­шен­ных точек a=\pm дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

 

Ответ:  левая круг­лая скоб­ка минус бес­ко­неч­ность ; минус дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая круг­лая скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; минус дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая фи­гур­ная скоб­ка 0 пра­вая фи­гур­ная скоб­ка \cup левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка \cup левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; плюс бес­ко­неч­ность пра­вая круг­лая скоб­ка .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Обос­но­ван­но по­лу­чен пра­виль­ный ответ4
С по­мо­щью вер­но­го рас­суж­де­ния по­лу­че­но мно­же­ство зна­че­ний а, от­ли­ча­ю­ще­е­ся от ис­ко­мо­го ко­неч­ным чис­лом точек3
С по­мо­щью вер­но­го рас­суж­де­ния по­лу­че­ны все гра­нич­ные точки ис­ко­мо­го мно­же­ства зна­че­ний а2
Верно по­лу­че­на хотя бы одна гра­нич­ная точка ис­ко­мо­го мно­же­ства зна­че­ний а1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, пе­ре­чис­лен­ных выше0
Мак­си­маль­ный балл4
Источники:
Классификатор алгебры: Си­сте­мы с па­ра­мет­ром, Урав­не­ние окруж­но­сти
Методы алгебры: Пе­ре­бор слу­ча­ев