Задание 18 ЕГЭ, математика (профиль): Системы с параметром

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 18Системы с параметромПеребор случаев

Найдите все значения a, при каждом из которых система уравнений

 система выражений |x в квадрате минус 1| минус 2 x минус x в квадрате = |y в квадрате минус 1| минус 2 y минус y в квадрате , x плюс y = a конец системы .

имеет больше двух решений.

В подтеме 96 задач
Разбор
Главная идея: Раскрыть модуль по знакам x2−1x^2-1 и y2−1y^2-1, получить кусочно заданную кривую (прямая + отрезок + две дуги параболы) и исследовать число точек пересечения с семейством параллельных прямых x+y=ax+y=a.
  1. Модуль ∣x2−1∣|x^2-1| раскрывается по-разному в зависимости от знака x2−1x^2-1, поэтому первое уравнение нужно разбить на 4 случая по знакам x2−1x^2-1 и y2−1y^2-1.

  2. Если x2−1≤0x^2-1\le0 и y2−1≤0y^2-1\le0 (т.е. ∣x∣≤1, ∣y∣≤1|x|\le1,\,|y|\le1), уравнение принимает вид 1−x2−2x−x2=1−y2−2y−y21-x^2-2x-x^2=1-y^2-2y-y^2, что после переноса и разложения даёт (y−x)(x+y+1)=0(y-x)(x+y+1)=0 — пара прямых y=xy=x и x+y=−1x+y=-1.

  3. Если x2≤1x^2\le1, y2≥1y^2\ge1: получаем y=x2+x−1y=x^2+x-1 — часть параболы.

  4. Если x2≥1x^2\ge1, y2≤1y^2\le1: аналогично x=y2+y−1x=y^2+y-1 — вторая парабола.

  5. Если x2≥1x^2\ge1, y2≥1y^2\ge1: уравнение сводится к y=xy=x — та же прямая, но в другой области.

  6. Склеивая куски по границам областей (x=±1, y=±1x=\pm1,\,y=\pm1), получаем, что множество решений первого уравнения — это прямая y=xy=x, отрезок ABAB прямой x+y=−1x+y=-1 между точками A(−1;0)A(-1;0) и B(0;−1)B(0;-1), а также две дуги парабол ω1: y=x2+x−1\omega_1:\,y=x^2+x-1 (от BB до C(−1;−1)C(-1;-1)) и ω2: x=y2+y−1\omega_2:\,x=y^2+y-1 (от AA до CC).

  7. Второе уравнение x+y=ax+y=a задаёт прямую mm с угловым коэффициентом −1-1, то есть параллельную отрезку ABAB (или совпадающую с ним при a=−1a=-1).

  8. Двигая прямую mm вдоль оси, считаем число пересечений с полученной фигурой: при a=−1a=-1 прямая совпадает с ABAB — бесконечно много решений; при a=−2a=-2 прямая касается обеих дуг в точке CC и пересекает y=xy=x там же — одно решение; при −2<a<−1-2<a<-1 прямая пересекает y=xy=x в одной точке и каждую из дуг ω1,ω2\omega_1,\omega_2 ровно в одной точке (все три точки разные) — три решения; при остальных значениях aa — только одна точка пересечения с прямой y=xy=x.

  9. Значит, больше двух решений система имеет именно при −2<a≤−1-2<a\le-1 (включая a=−1a=-1, где решений бесконечно много, что больше двух).

Типичные ошибки

  • Забывают учесть все четыре случая раскрытия модуля и теряют часть кривой (отрезок или одну из дуг параболы).
  • Не проверяют случай совпадения прямой x+y=ax+y=a с отрезком ABAB, где решений бесконечно много — это тоже 'больше двух'.
  • Ошибаются в определении касания прямой с параболами при a=−2a=-2, включая или исключая эту точку неверно.
Непонятно?

Похожие задачи