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

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 18Системы с параметромКомбинация прямых

Найдите все возможные значения параметра a, при каждом из которых система уравнений

 система выражений дробь: числитель: левая круглая скобка y в квадрате минус xy плюс 4x минус 7y плюс 12 правая круглая скобка корень из: начало аргумента: x плюс 5 конец аргумента , знаменатель: корень из: начало аргумента: 5 минус x конец аргумента конец дроби = 0, |x| плюс |y| минус a = 0 конец системы .

имеет ровно два различных решения.

В подтеме 96 задач
Разбор
Главная идея: Свести первое уравнение к объединению простых линий (прямая x=−5x=-5, отрезки y=4y=4 и y=x+3y=x+3 при −5≤x<5-5\le x<5), а второе — к квадрату ∣x∣+∣y∣=a|x|+|y|=a, и подсчитать число точек пересечения графически в зависимости от параметра aa.
  1. Работаем с ОДЗ первого уравнения: нужно x+5≥0x+5\ge0 и 5−x>05-x>0, то есть −5≤x<5-5\le x<5. При этих условиях знаменатель 5−x>0\sqrt{5-x}>0, поэтому дробь равна нулю тогда и только тогда, когда числитель равен нулю: (y2−xy+4x−7y+12)x+5=0(y^2-xy+4x-7y+12)\sqrt{x+5}=0.

  2. Это произведение обнуляется, если x+5=0\sqrt{x+5}=0, т.е. x=−5x=-5 (весь вертикальный луч при любом yy), или если y2−(x+7)y+4(x+3)=0y^2-(x+7)y+4(x+3)=0. Считая это уравнение квадратным относительно yy, находим дискриминант D=(x+7)2−16(x+3)=(x−1)2D=(x+7)^2-16(x+3)=(x-1)^2, откуда y=x+3y=x+3 или y=4y=4.

  3. Значит, график первого уравнения — это объединение вертикальной прямой x=−5x=-5, отрезка прямой y=4y=4 и отрезка прямой y=x+3y=x+3, причём последние два берутся только при −5≤x<5-5\le x<5 (правый конец открытый).

  4. Второе уравнение ∣x∣+∣y∣=a|x|+|y|=a при a≤0a\le0 либо не имеет решений, либо даёт одну точку (0,0)(0,0), которая не подходит первому уравнению — значит, при a≤0a\le0 решений нет. При a>0a>0 это квадрат (ромб) с вершинами (±a,0),(0,±a)(\pm a,0),(0,\pm a).

  5. Теперь смотрим, как этот ромб пересекает построенную ломаную при возрастании aa. Пока ромб маленький (0<a<30<a<3), он вообще не задевает наклонный отрезок и луч y=4y=4 — решений нет. При a=3a=3 одна из сторон ромба ложится точно на прямую y=x+3y=x+3, и общих точек становится бесконечно много — это значение не подходит. При 3<a<43<a<4 ромб уже пересекает ломаную ровно в двух точках. При a=4a=4 добавляется ещё одна точка касания с y=4y=4, получаем три решения. Далее при 4<a<134<a<13 ромб одновременно пересекает несколько частей ломаной, число решений больше двух. При a=13a=13 и далее a>13a>13 ромб становится настолько большим, что задевает ломаную снова ровно в двух точках (через вертикальную прямую x=−5x=-5 и один из отрезков).

  6. Собираем промежутки, где решений ровно два: 3<a<43<a<4 и a≥13a\ge13.

Типичные ошибки

  • Забывают учитывать ОДЗ −5≤x<5-5\le x<5 для отрезков y=4y=4 и y=x+3y=x+3, что даёт лишние или потерянные точки пересечения.
  • Не замечают критическое значение a=3a=3, при котором сторона квадрата совпадает с прямой y=x+3y=x+3 и решений становится бесконечно много — такое значение нужно исключить.
  • Ошибаются в подсчёте точек при переходных значениях a=4a=4 и a=13a=13, где число решений меняется скачком из-за касания вершины квадрата или излома ломаной.
Непонятно?

Похожие задачи