Найдите все значения a, при каждом из которых система уравнений
имеет ровно два решения.
Изобразим первое уравнение системы на плоскости:
Система задает часть гиперболы расположенную не ниже прямой
Найдем точки пересечения прямой
и гиперболы
Таким образом, абсциссы точек пересечения равны 1 и 8, тогда ординаты точек пересечения равны y(1) = −14 и y(8) = 0.
Изобразим на плоскости второе уравнение системы: — это невертикальная прямая, проходящая через точку (0; −14). Если a < 0, то
пересекает прямую
так как коэффициенты различны. Чтобы узнать, пересекает ли прямая
гиперболу
решим уравнение
При a < 0 и
но поскольку a < 0, то
следовательно, с правой частью гиперболы
прямая
пересекается ниже прямой
Следовательно, прямая
пересекает только левую часть гиперболы, a < 0 подходит.
Если a = 0, то прямая имеет вид
— эта прямая параллельна оси x, следовательно, имеет с гиперболой
только одну точку пересечения. Определим ее координаты, решив уравнение
Эта точка совпадает с точкой пересечения с прямой
При a = 0 система имеет только одно решение, следовательно, значение a = 0 не подходит.
Если a > 0, то у прямой с левой частью гиперболы
общих точек нет, поэтому два различных решения должны быть при пересечении с прямой
и правой частью гиперболы
Если с гиперболой нет общих точек, то решений не более 1 и такая ситуация не подходит.
Если прямая является касательной к правой части гиперболы, то
Найдем значение a, при котором дискриминант уравнения равен нулю:
При a = 4 уравнение имеет единственный корень — x = 2. Также при a = 4:
получаем два различных решения, a = 4 подходит.
Если прямая имеет две точки пересечения с правой частью гиперболы
то либо прямая
должна быть параллельна
либо одна из точек пересечения должна лежать не выше прямой
Рассмотрим прямую
параллельную
Угловой коэффициент прямой
угловому коэффициенту прямой
следовательно, a = 2. Тогда
Оба найденных корня лежат в промежутке [1; 8], следовательно, существует два различных корня и a = 2 подходит.
Если прямая пересекает прямую
не выше прямой
это значит, что
проходит не выше точки (8; 0), то есть
(при a > 0). Если
то
—
проходит выше точки (1; −14), то есть вторая точка пересечения с гиперболой лежит выше прямой
При
пересекается с прямой
при
— два различных решения.
Ответ:
Приведем аналитическое решение.
Определим, при каких значениях a уравнение имеет два различных решения. Выполним преобразования:
Рассмотрим случай a = 2:
Уравнение имеет два различных решения, значение a = 2 подходит.
Рассмотрим случай a = 0:
Уравнение имеет одно решение, значение a = 0 не подходит.
Рассмотрим случай a > 2:
Рассмотрим уравнение Его дискриминант равен
Если D > 0, то
получаем всего 3 решения, что не подходит. Если D = 0, то a = 4, — всего 2 решения, a = 4 подходит. Если D < 0, то всего 1 решение, что не подходит.
Рассмотрим случай a < 0:
Рассмотрим уравнение Оно имеет два решения:
подходит, а и должно выполняться
чтобы было 2 решения. Имеем:
Так как a > 0, то 2 − a > 0, 8 − 5a > 0, имеем:
Воспользуемся методом интервалов:
С учетом того, что a < 0, получаем, что
Рассмотрим случай 0 < a < 2:
Рассмотрим уравнение Оно имеет два решения: корень
должен быть больше или равен
а корень
должен быть меньше
чтобы было 2 различных решения. Имеем:
Так как 0 < a < 2, то Если
то (1) верно, а (2) преобразится в
Воспользуемся методом интервалов:
Так как 0 < a < 2 и то получим, что
Если
то (1) и (2) верно —
подходит. Если
то (2) верно, а (1) преобразуется в
Воспользуемся методом интервалов:
Так как 0 < a < 2 и то
Объединив все три случая, получим, что если 0 < a < 2, то

