Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 18 № 552935
i

Най­ди­те все зна­че­ния па­ра­мет­ра a, при каж­дом из ко­то­рых си­сте­ма урав­не­ний

 си­сте­ма вы­ра­же­ний 2x в квад­ра­те плюс 2y в квад­ра­те =|x| плюс |y|, дробь: чис­ли­тель: y минус 3, зна­ме­на­тель: x минус 3 конец дроби =a конец си­сте­мы .

будет иметь ровно 3 ре­ше­ния.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Пре­об­ра­зу­ем пер­вое урав­не­ние си­сте­мы:

2x в квад­ра­те плюс 2y в квад­ра­те =|x| плюс |y| рав­но­силь­но x в квад­ра­те минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби |x| плюс y в квад­ра­те минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби |y|=0 рав­но­силь­но

 рав­но­силь­но |x| в квад­ра­те минус 2 умно­жить на |x| умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 16 конец дроби плюс |y| в квад­ра­те минус 2 умно­жить на |y| умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 16 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби рав­но­силь­но левая круг­лая скоб­ка |x| минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка |y| минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби .

Пре­об­ра­зу­ем вто­рое урав­не­ние си­сте­мы:

 дробь: чис­ли­тель: y минус 3, зна­ме­на­тель: x минус 3 конец дроби =a рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний y=a левая круг­лая скоб­ка x минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 3,x не равно 3. конец си­сте­мы .

При x=3 пер­вое урав­не­ние ис­ход­ной си­сте­мы не имеет ре­ше­ний, а зна­чит, и вся си­сте­ма не имеет ре­ше­ний. По­это­му умно­же­ние вто­ро­го урав­не­ния на x минус 3 не при­во­дит к по­яв­ле­нию по­сто­рон­них кор­ней. Сле­до­ва­тель­но, ис­ход­ная си­сте­ма рав­но­силь­на си­сте­ме

 си­сте­ма вы­ра­же­ний левая круг­лая скоб­ка |x| минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка |y| минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби ,y=a левая круг­лая скоб­ка x минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 3. конец си­сте­мы .

Решим за­да­чу графо-ана­ли­ти­че­ским ме­то­дом. По­стро­им гра­фик пер­во­го урав­не­ния. При x\geqslant0 и y\geqslant0 урав­не­ние при­ни­ма­ет вид  левая круг­лая скоб­ка x минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка y минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби , то есть яв­ля­ет­ся урав­не­ни­ем окруж­но­сти с цен­тром в точке  левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка и ра­ди­у­сом r= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби . Таким об­ра­зом, при x\geqslant0 и y\geqslant0 гра­фи­ком пер­во­го урав­не­ния яв­ля­ет­ся дуга окруж­но­сти и точка  левая круг­лая скоб­ка 0; 0 пра­вая круг­лая скоб­ка (см. ниже, рис. слева). От­ра­жая по­стро­ен­ную дугу от­но­си­тель­но оси ор­ди­нат, а затем обе по­лу­чен­ные дуги от­но­си­тель­но оси абс­цисс, по­лу­ча­ем гра­фик пер­во­го урав­не­ния си­сте­мы (см. ниже, рис. спра­ва).

Гра­фи­ком урав­не­ния y=a левая круг­лая скоб­ка x минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 3 яв­ля­ет­ся пучок пря­мых, про­хо­дя­щих через точку A левая круг­лая скоб­ка 3; 3 пра­вая круг­лая скоб­ка . Ко­ли­че­ство ре­ше­ний ис­ход­ной си­сте­мы сов­па­да­ет с ко­ли­че­ством точек пе­ре­се­че­ния гра­фи­ков ее урав­не­ний. Тем самым (см. рис.) ис­ход­ная си­сте­ма может не иметь ре­ше­ний, либо иметь одно, два, три или че­ты­ре ре­ше­ния.

Си­сте­ма имеет ровно три ре­ше­ния в сле­ду­ю­щих слу­ча­ях:

—  при a= a_3, если пря­мая y=a левая круг­лая скоб­ка x минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 3 про­хо­дит через точку  левая круг­лая скоб­ка 0; 0 пра­вая круг­лая скоб­ка (вы­де­ле­но пур­пур­ным),

—  при a= a_2, если пря­мая y=a левая круг­лая скоб­ка x минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 3 про­хо­дит через точку  левая круг­лая скоб­ка 0; дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка или при a= a_4, если пря­мая про­хо­дит через точку  левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; 0 пра­вая круг­лая скоб­ка (вы­де­ле­но зелёным),

—  при a= a_1 или a= a_5, если пря­мая y=a левая круг­лая скоб­ка x минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 3 ка­са­ет­ся гра­фи­ка пер­во­го урав­не­ния в пер­вой ко­ор­ди­нат­ной чет­вер­ти (вы­де­ле­но крас­ным). За­ме­тим, что пря­мая, про­хо­дя­щая через точку  левая круг­лая скоб­ка 3; 3 пра­вая круг­лая скоб­ка не может ка­сать­ся гра­фи­ка пер­во­го урав­не­ния в тре­тьей ко­ор­ди­нат­ной чет­вер­ти, по­это­му дру­гие слу­чаи не­воз­мож­ны. Найдём со­от­вет­ству­ю­щие зна­че­ния па­ра­мет­ра.

Оче­вид­но, a_3=1. Найдём a_2, под­ста­вив ко­ор­ди­на­ты точки  левая круг­лая скоб­ка 0; дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка :

 дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =a_2 левая круг­лая скоб­ка 0 минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 3 рав­но­силь­но a_2= дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби .

Найдём a_4, под­ста­вив ко­ор­ди­на­ты точки  левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; 0 пра­вая круг­лая скоб­ка :

0=a_4 левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 3 рав­но­силь­но a_4= дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби .

Зна­че­ния a_1 и a_5 найдём, вос­поль­зо­вав­шись фор­му­лой рас­сто­я­ния от точки  левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка до пря­мой y=a левая круг­лая скоб­ка x минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 3, ко­то­рое равно ра­ди­у­су r= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби . По­лу­ча­ем:

 дробь: чис­ли­тель: \left| дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби a минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби плюс 3 минус 3a|, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: a в квад­ра­те плюс 1 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби рав­но­силь­но |11 левая круг­лая скоб­ка 1 минус a пра­вая круг­лая скоб­ка |= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2a в квад­ра­те плюс 2 конец ар­гу­мен­та рав­но­силь­но 119a в квад­ра­те минус 242a плюс 119=0 рав­но­силь­но

 рав­но­силь­но a= дробь: чис­ли­тель: 121\pm ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 121 в квад­ра­те минус 119 в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 119 конец дроби рав­но­силь­но a= дробь: чис­ли­тель: 121\pm ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 240 умно­жить на 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 119 конец дроби рав­но­силь­но a= дробь: чис­ли­тель: 121\pm 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 30 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 119 конец дроби .

Зна­чит, a_1= дробь: чис­ли­тель: 121 минус 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 30 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 119 конец дроби и a_5= дробь: чис­ли­тель: 121 плюс 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 30 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 119 конец дроби .

Таким об­ра­зом, си­сте­ма имеет ровно три ре­ше­ния при a= дробь: чис­ли­тель: 121 минус 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 30 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 119 конец дроби , a= дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби , a=1, a= дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби или a= дробь: чис­ли­тель: 121 плюс 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 30 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 119 конец дроби .

 

Ответ:  левая фи­гур­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 121 минус 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 30 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 119 конец дроби , дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби , 1, дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби , дробь: чис­ли­тель: 121 плюс 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 30 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 119 конец дроби пра­вая фи­гур­ная скоб­ка .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Обос­но­ван­но по­лу­чен пра­виль­ный ответ4
С по­мо­щью вер­но­го рас­суж­де­ния по­лу­чен ответ, но в ре­ше­нии до­пу­ще­на вы­чис­ли­тель­ная ошиб­ка или оно не­до­ста­точ­но обос­но­ва­но3
С по­мо­щью вер­но­го рас­суж­де­ния по­лу­чен ответ, но в ходе ре­ше­ния до­пу­ще­на одна ошиб­ка, от­лич­ная от вы­чис­ли­тель­ной 2
По­лу­че­ны не­ко­то­рые вер­ные зна­че­ния па­ра­мет­ра, од­на­ко ре­ше­ние со­дер­жит более одной ошиб­ки1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, пе­ре­чис­лен­ных выше0
Источник: А. Ларин. Тре­ни­ро­воч­ный ва­ри­ант № 329. (часть C)
Классификатор алгебры: Ко­ор­ди­на­ты (x, a), Си­сте­мы с па­ра­мет­ром, Урав­не­ние окруж­но­сти
Методы алгебры: Пе­ре­бор слу­ча­ев