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#33672

Окружность, центр которой лежит на прямой y = b  , пересекает параболу y = 3x2
   4  хотя бы в трёх точках; одна из этих точек - начало координат, а две из оставшихся лежат на прямой    3
y = 4x+ b  . Найдите все значения b  , при которых описанная конфигурация возможна.

Источники: Физтех-2019, 11.6, (см. olymp.mipt.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Давайте для начала разграничим случаи для b, потому что как минимум расположение графиков будет отличаться. Теперь стоит ввести обозначения центра окружности (a; b), точек пересечения прямой и окружности (x_1; y_1) и (x_2; y_2). Но у нас окружность ещё пересекается с осью ординат. Какие же координаты этой точки?

Показать ответ и решение

PIC

Рассмотрим сначала b> 0  . Обозначим начало координат через O(0;0)  , центр окружности через Q (a;b)  (так как он лежит на прямой y =b  , его ордината равна b)  ; точки пересечения прямой с параболой через A(x1;y1)  и B (x2;y2)(x1 < 0,x2 >0)  . Пусть также T(0;b)  — точка пересечения данной прямой с осью ординат, C  — точка пересечения окружности с осью ординат, отличная от O  .

Треугольник QOC  равнобедренный (QO = QC  как радиусы), QT  — его высота, следовательно, QT  также и медиана, CT =OT  , поэтому точка C  имеет координаты (0;2b)  . Опустим из точки A  перпендикуляр AH  на ось ординат. Тогда ∠TAH  есть угол наклона прямой, его тангенс равен 34  . Отсюда cos∠TAH  = 45,AT = cosA∠HTAH-= 54AH = − 5x41  . Аналогично находим, что BT = 5x42  .

AB  и OC  — две хорды данной окружности. По теореме о пересекающихся хордах CT ⋅OT =  AT ⋅BT  , т.е. b⋅b= − 5x41⋅ 5x42  . Абсциссы x1  и x2  точек пересечения прямой y = 34x+ b  и параболы y = 34x2  определяются уравнением 3x2 = 3x +b ⇐⇒   x2− x− 4b= 0
4    4                  3  . По теореме Виета x1x2 = − 4b
        3  . Значит, b2 = − 25⋅(− 4b) ⇐ ⇒ b2 = 25b
     16    3            12  , откуда b= 25
   12  .

Значение b= 0  не подходит, так как при этом заданная прямая принимает вид y = 3x
   4  , т.е. проходит через начало координат.

PIC

При b< 0  (естественно, мы рассматриваем только те b  , при которых прямая и парабола имеют две точки пересечения) оба числа   x1  и x2  положительны. Точка T  является серединой отрезка OC (сохраняем все обозначения первого случая). Тогда с одной стороны выходит, что точка T  — середина хорды OC  , т.е. лежит внутри окружности. С другой стороны, точки A  и B  лежат на окружности, поэтому    AB  является хордой этой окружности, а точка T  лежит на продолжении хорды AB  , т.е. вне окружности. Получаем противоречие, и этот случай невозможен.

Ответ:

 25
12

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!