Задание 18 ЕГЭ, математика (профиль): Уравнение окружности

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 18Системы с параметромУравнение окружности

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

 система выражений x в квадрате плюс y в квадрате минус 2 x плюс 4 y меньше или равно a в квадрате плюс 10 a плюс 20, 5 x в квадрате плюс 5 y в квадрате минус 2 a x плюс 4 a y меньше или равно 5 минус a в квадрате конец системы .

имеет хотя бы одно решение.

В подтеме 50 задач
Разбор
Главная идея: Свести оба неравенства к уравнениям кругов и потребовать, чтобы расстояние между их центрами было не больше суммы радиусов — тогда круги пересекаются, и система совместна.

Выделяем полные квадраты в обоих неравенствах. Первое даёт круг (x−1)2+(y+2)2≤(a+5)2(x-1)^2+(y+2)^2\le (a+5)^2 с центром O1(1;−2)O_1(1;-2) и радиусом R=∣a+5∣R=|a+5| (при a=−5a=-5 круг стягивается в точку). Второе после деления на 5 даёт круг (x−a5)2+(y+2a5)2≤1\left(x-\dfrac a5\right)^2+\left(y+\dfrac{2a}5\right)^2\le1 с центром O2(a5;−2a5)O_2\left(\dfrac a5;-\dfrac{2a}5\right) и радиусом r=1r=1.

Система имеет решение тогда и только тогда, когда эти два круга пересекаются или касаются, то есть расстояние между центрами не превосходит суммы радиусов: (1−a5)2+(−2+2a5)2≤∣a+5∣+1.\sqrt{\left(1-\frac a5\right)^2+\left(-2+\frac{2a}5\right)^2}\le |a+5|+1. Замечаем, что второе слагаемое под корнем в 4 раза больше первого, поэтому подкоренное выражение равно 5(1−a5)25\left(1-\dfrac a5\right)^2, и неравенство упрощается до 5∣1−a5∣≤∣a+5∣+1.\sqrt5\left|1-\frac a5\right|\le|a+5|+1. Раскрываем модули по трём промежуткам (a≥5a\ge5, −5≤a<5-5\le a<5, a<−5a<-5) и решаем линейные неравенства относительно aa.

При a≥5a\ge5 неравенство выполняется всегда. При −5≤a<5-5\le a<5 получаем a≥115−354a\ge\dfrac{11\sqrt5-35}{4}. При a<−5a<-5 получаем a≤−95+254a\le-\dfrac{9\sqrt5+25}{4}.

Объединив все три случая, получаем итоговый ответ.

Типичные ошибки

  • Ошибка при выделении полного квадрата и вычислении координат центра или радиуса круга.
  • Неверное раскрытие модуля при переходе от условия пересечения кругов к линейному неравенству на трёх промежутках.
  • Забывают проверить, что найденное решение действительно попадает в рассматриваемый промежуток значений a.
Непонятно?

Похожие задачи