Тема 18. Задачи с параметром
18.05 Алгебра. Связь между множествами решений
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела задачи с параметром
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#80094

Найдите все значения параметра a,  при каждом из которых система

(
|{x = 3√y-− 1,
 y = − 3√ − x-+ 1,
|(
 y = x+ a.

имеет единственное решение.

Показать ответ и решение

Запишем ограничения, определяющие ОДЗ:

{
 y ≥ 0,

 − x ≥ 0.

{y ≥ 0,

  x ≤ 0.

Таким образом, мы рассматриваем только II четверть координатной плоскости.

Рассмотрим первое уравнение системы.

Выразим y  через возведение обеих частей уравнения в квадрат, но сначала перенесем − 1  в левую часть:

x + 1 = 3√y.

Для возведения в квадрат необходимо следующее условие: обе части уравнения должны быть равных знаков. Правая часть не меньше нуля при любых допустимых y,  таком случае:

(x + 1)2 = (3√y-)2,при x + 1 ≥ 0,

x2 + 2x + 1 = 9y,при x ≥ − 1,

    x2  2x   1
y = --+ ---+ -,при x ≥ − 1.
    9    9   9

Найдём координаты вершины параболы (x0  , y0  ):

     − b
x0 = ---= − 1,
     2a

        −-12   2⋅(− 1)  1
y0(x0) =  9 +    9   +  9 = 0.

Для более простого построения найдём координаты точки с абсциссой x = 2 :

      22  2 ⋅2  1
y(2) = --+ ----+ - = 1.
      9     9   9

Рассмотрим второе уравнение системы.

y = − 3√ − x-+ 1  — функция корня, график которой инвертирован относительно осей OX  и OY  в виду наличия минусов перед x  и перед самим корнем. Вершина графика расположена в точке (0;1).

Для более простого построения найдём координаты точки графика корня с абсциссой x = − 1  и точки графика параболы с абсциссой x = 2 :

          ∘------
y(− 1) = − 3 − (− 1)+ 1 = − 2.

      4   4   1
y(2) = 9 + 9 + 9,= 1.

Строим график     2
y = x9 + 29x+ 19,при x ≥ − 1  по точкам (− 1,0)  и (2,1).

Строим график       √ ---
y = − 3 − x+ 1  по точкам (0,1)  и (− 1,− 2).

Получаем картинку:

PIC

Графики функций вне пределов II четверти изображены пунктиром — эти части графиков не входят в ОДЗ.

Рассмотрим третье уравнение системы. y = x+ a  — уравнение прямой с угловым коэффициентом k = 1,  которая двигается вверх-вниз в зависимости от значения параметра.

Резюмируем анализ всех трёх уравнений системы: единственное решение она имеет только тогда, когда все три графика пересекаются в одной точке — точке пересечения графика параболы и графика функции арифметического корня.

Заметим, что графики параболы и арифметического корня симметричны относительно прямой y = − x.  Это легко установить, рассмотрев координаты четырёх отмеченных на рисунке точек:

(− 1,0) и (0,1),

(2,1) и (− 1,− 2).

Таким образом, поскольку на ОДЗ функции монотонны, то пересекаются эти два графика в одной точке — точке на прямой y = − x  (на рисунке ниже она отмечена красным цветом).

PIC

Найдём координаты данной точки (корень у уравнения должен быть ровно один в силу монотонности функций):

       √ ---
− x = − 3 − x + 1,

           √---
− x − 1 = − 3 − x.

Помним об условии для возведения в степень:

       2     √ ---2
(− x− 1) = (− 3 − x),

x2 + 2x+ 1 = − 9x,

x2 + 11x+ 1 = 0,

      2            √ -- 2
D = 11  − 4⋅1⋅1 = (3  13),

     − 11+ 3√13       − 11− 3√13-
x1 = ----------,  x2 =-----------.
         2                 2

Проверим x1  на выполнение условия x > − 1 :

      √ --
− 11-+-3-13
    2      > − 1,

      √ --
− 11 + 3 13 > − 2,

3√13-> 9,

117 > 81.

Следовательно, x1  — наш искомый корень и одновременно с этим абсцисса красной точки. Найдём её ординату:

           √ --
y = − − 11-+-3-13.
         2

Таким образом, координаты данной точки       √--       √--
(−11+3-13,− −-11+3-13).
    2          2

Найдём значение параметра a,  при котором y = x +a,  подставив в это уравнение точки выше:

        √ --          √--
  − 11 + 3 13  − 11 + 3 13
− ----2------= -----2-----+ a,

         √ --
a = 11− 3  13.

Вот так выглядит рисунок при найденном значении параметра:

PIC

Ответ:

a = 11− 3√13-

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

 Обоснованно получен верный ответ

4

Недостаточно обоснованные переходы

3

Верно наложено условие существования одного решения, но по ходу исследования допущена ошибка

2

Выполнен равносильный переход к квадратному уравнению с учетом всех ограничений

1

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

4

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!