Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела физтех
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#33591

Найдите все значения параметра a  , при которых система

{ |y− 3 − x|+ |y− 3+ x|= 6
  (|x|− 4)2+ (|y|− 3)2 =a

имеет ровно два решения.

Источники: Физтех-2020, 11.5, (см. olymp.mipt.ru)

Показать ответ и решение

Рассмотрим первое уравнение системы и изобразим множество его решений на координатной плоскости. Для раскрытия модулей найдём множества точек, в которых выражения под модулями обращаются в ноль. Это прямые y− 3− x= 0  и y − 3+ x= 0  . Они делят плоскость на 4 части, и в каждой из этих частей знаки выражений под модулями постоянны. Чтобы их определить, можно выбрать в каждой из четырёх частей по точке и найти знаки выражений в этих точках. Возьмём область, расположенную снизу от обеих прямых. В ней лежит, например, точка (0;−10)  . Подстановкой несложно убедиться, что в этой точке оба выражения y− 3− x  и y− 3+x  отрицательны. Таким образом, уравнение принимает вид − (y− 3− x)− (y− 3+ x)=6  , откуда y = 0  . C учётом рассматриваемых ограничений подходит отрезок с концами в точках A(3;0)  и D(−3;0)  . Аналогично рассматриваем остальные три случая, и в итоге получаем границы квадрата K  с вершинами в точках A(3;0),B(3;6),C(−3;6)  и D (− 3;0)  . Эта фигура не имеет пересечения с полуплоскостью y < 0  , поэтому можно считать, что y ≥0  . С учётом указанного замечания второе уравнение можно записать в виде (|x|− 4)2+ (y− 3)2 = a  (опустив модуль у переменной y)  . Обозначим множество точек, определяемых этим уравнением, через Φ(a)  . Если a <0  , у уравнения нет решений. При a= 0  оно задаёт две точки (4;3)  и (-4;3). Поскольку обе они не принадлежат квадрату K  , система не имеет решений, и значение a= 0  не удовлетворяет условию задачи. Перейдём к случаю a >0  .

PIC

При x≥ 0  уравнение принимает вид (x− 4)2+ (y − 3)2 = a  , и мы получаем окружность радиуса √a  с центром в точке (4;3)  (или её часть, лежащую в полуплоскости x≥ 0  , если вся она в этой полуплоскости не помещается). Поскольку уравнение инвариантно относительно замены x  на (−x)  , множество Φ (a)  симметрично относительно оси y  . Таким образом, Φ(a)  есть совокупность полученной выше окружности (или её части) и окружности, получающейся из уже построенной отражением относительно оси Oy.

Если 0< a< 1  , график      2       2
(|x|− 4) +(y− 3) = a  не пересекает квадрат K  , и система уравнений не имеет решений. Если a =1  , система уравнения имеет два решения - точки X (3;3)  и Y (− 3;3)  . Если a∈ (1,10]  , дуга окружности      2       2
(x− 4)+ (y− 3) = a,x ≥0  пересекает отрезок AB  дважды эти две точки, а также им симметричные относительно оси y  , образуют 4 различных решения системы. Если a ∈(10,25)  , дуга окружности      2      2
(x − 4) + (y− 3) =a,x≥ 0  пересекает отрезки DA  и CB  в двух точках с положительной абсциссой. Аналогично, эти две точки, а также им симметричные относительно оси Оy, образуют 4 различных решения системы. Если  a =  25 , система уравнений имеет два решения - точки (0;0)  и (0;6)  . Наконец, если a> 25  , дуга окружности      2       2
(x− 4) +(y− 3) = a,x≥ 0  не пересекает стороны квадрата K  и система уравнений не имеет решений. Таким образом, система уравнений имеет ровно два решения только при a= 1  и a= 25  .

Ответ:

 {1,25}

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!