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

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 18Системы с параметромМетод интервалов

Найдите все значения a, при каждом из которых система уравнений

 система выражений x в степени 4 минус y в степени 4 = 12a минус 28, x в квадрате плюс y в квадрате = a, конец системы .

имеет ровно четыре различных решения.

В подтеме 96 задач
Разбор
Главная идея: Разложить x4−y4x^4-y^4 через сумму и разность квадратов, выразить x2x^2 и y2y^2 через параметр aa, и потребовать строгую положительность обоих выражений для получения ровно четырёх решений.
  1. Из уравнения x2+y2=ax^2+y^2=a следует, что при a≤0a\le 0 решений либо нет (при a<0a<0), либо единственное решение x=y=0x=y=0, которое не подходит первому уравнению. Значит, a>0a>0.

  2. Разложим левую часть первого уравнения: x4−y4=(x2−y2)(x2+y2)=a(x2−y2)x^4-y^4=(x^2-y^2)(x^2+y^2)=a(x^2-y^2). Отсюда x2−y2=12a−28ax^2-y^2=\dfrac{12a-28}{a}.

  3. Складывая это равенство с x2+y2=ax^2+y^2=a и вычитая, находим x2=a2+12a−282a=(a−2)(a+12)2a,y2=a2−12a+282a=(a−6−8)(a−6+8)2a.x^2=\frac{a^2+12a-28}{2a}=\frac{(a-2)(a+12)}{2a},\qquad y^2=\frac{a^2-12a+28}{2a}=\frac{(a-6-\sqrt8)(a-6+\sqrt8)}{2a}.

  4. Для каждого положительного значения x2x^2 и y2y^2 получаем ровно 2 значения переменной (±\pm), значит для ровно 4 решений системы нужно, чтобы оба выражения были строго положительны (если одно из них равно нулю или отрицательно — решений меньше четырёх).

  5. Решаем систему неравенств (a−2)(a+12)2a>0,(a−6−8)(a−6+8)2a>0.\frac{(a-2)(a+12)}{2a}>0,\qquad \frac{(a-6-\sqrt8)(a-6+\sqrt8)}{2a}>0. Методом интервалов (с учётом a>0a>0) получаем: первое неравенство даёт a∈(2;+∞)a\in(2;+\infty) (при a>0a>0), второе — a∈(0;6−8)∪(6+8;+∞)a\in(0;6-\sqrt8)\cup(6+\sqrt8;+\infty).

  6. Пересекая эти множества с учётом a>0a>0, получаем итоговый ответ.

Типичные ошибки

  • Забывают исключить случай a≤0a\le0, при котором второе уравнение не даёт нужных решений.
  • Не учитывают, что при x2=0x^2=0 или y2=0y^2=0 решений становится меньше четырёх, и включают эти значения в ответ.
  • Ошибки при решении системы неравенств методом интервалов — пропуск пересечения множеств или неверный знак корня.
Непонятно?

Похожие задачи