Найдите все значения параметра a, при каждом из которых система уравнений
будет иметь ровно 3 решения.
Преобразуем первое уравнение системы:
Преобразуем второе уравнение системы:
При первое уравнение исходной системы не имеет решений, а значит, и вся система не имеет решений. Поэтому умножение второго уравнения на
не приводит к появлению посторонних корней. Следовательно, исходная система равносильна системе
Решим задачу графо-аналитическим методом. Построим график первого уравнения. При и
уравнение принимает вид
то есть является уравнением окружности с центром в точке
и радиусом
Таким образом, при
и
графиком первого уравнения является дуга окружности и точка
(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 является пучок прямых, проходящих через точку
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 если прямая
проходит через точку
(выделено пурпурным),
— при если прямая
проходит через точку
или при
если прямая проходит через точку
(выделено зелёным),
— при или
если прямая
касается графика первого уравнения в первой координатной четверти (выделено красным). Заметим, что прямая, проходящая через точку
не может касаться графика первого уравнения в третьей координатной четверти, поэтому другие случаи невозможны. Найдём соответствующие значения параметра.
Очевидно, Найдём
подставив координаты точки
Найдём подставив координаты точки
Значения и
найдём, воспользовавшись формулой расстояния от точки
до прямой
которое равно радиусу
Получаем:
Значит, и
Таким образом, система имеет ровно три решения при
или
Ответ:

