Найдите все значения параметра \(a\), при каждом из которых система уравнений[NEWLINE]
$
\begin{cases}
(x^2 + y^2 + 6x) \cdot \sqrt{y + x + 6} = 0 \\
y = x + a
\end{cases}
$[NEWLINE]
имеет ровно два различных решения.
Первое уравнение системы состоит из произведения множителей. Следовательно, решение системы удовлетворяет хотя бы одному из равенств, являющихся множителями:[NEWLINE]
1. \(x^2 + y^2 + 6x = 0\) (уравнение окружности);[NEWLINE]
2. \(\sqrt{y + x + 6} = 0 \implies y + x + 6 = 0\) (прямая при условии существования корня).[NEWLINE]
\(\)[NEWLINE]
Так как второе уравнение содержит подкоренное выражение, область определения накладывает условие \(y + x + 6 \geq 0\). Однако в силу второго множителя \(\sqrt{y + x + 6} = 0\), нам достаточно рассмотреть именно случай \(y + x + 6 = 0\). Таким образом, график первой системы — это объединение окружности и прямой отрезка.[NEWLINE]
\(\)[NEWLINE]
[BOLD]1. Анализ окружности[/BOLD] \(x^2 + y^2 + 6x = 0:\)[NEWLINE]
\(\)[NEWLINE]
Преобразуем уравнение, выделив полные квадраты:
$(x^2 + 6x + 9) + y^2 = 9 $[NEWLINE]
$(x + 3)^2 + y^2 = 3^2 $[NEWLINE]
Это уравнение окружности с центром \(O(-3; 0)\) и радиусом \(R = 3\).[NEWLINE]
\(\)[NEWLINE]
[BOLD]2. Анализ прямой[/BOLD] \(\sqrt{y + x + 6} = 0\)[NEWLINE]
Корень равен нулю при:[NEWLINE]
$ y = -x - 6 $[NEWLINE]
\(\)[NEWLINE]
Найдем точки пересечения этой прямой и окружности:[NEWLINE]
$
\begin{cases}
(x + 3)^2 + y^2 = 9 \\
y = -x - 6
\end{cases}
$[NEWLINE]
Подставим \(y\) в уравнение окружности:[NEWLINE]
$(x + 3)^2 + (-x - 6)^2 = 9 $[NEWLINE]
$ (x + 3)^2 + (x + 6)^2 = 9 $[NEWLINE]
$ x^2 + 6x + 9 + x^2 + 12x + 36 = 9 $[NEWLINE]
$ 2x^2 + 18x + 36 = 0 \quad |:2 $[NEWLINE]
$ x^2 + 9x + 18 = 0 $[NEWLINE]
Решив квадратное уравнение (по теореме Виета или через дискриминант), найдем корни:[NEWLINE]
$ \begin{cases} x_1 = -6 \\ x_2 = -3 \end{cases} $[NEWLINE]
[image:0:right]Соответствующие ординаты: \(y_1 = 0\), \(y_2 = -3\).[IMAGENEWLINE]
Точки пересечения окружности и прямой: \(A(-6; 0)\) и \(B(-3; -3)\).[IMAGENEWLINE]
[IMAGENEWLINE]
[BOLD]3. Анализ семейства прямых[/BOLD] \(y = x + a\)[IMAGENEWLINE][IMAGENEWLINE]
Прямая \(y = x + a\) пересекает полученную фигуру в следующих случаях:[IMAGENEWLINE]
[IMAGENEWLINE]
[BOLD]Случай 1:[/BOLD] Прямая касается окружности.[IMAGENEWLINE]
Если прямая касается окружности, то она дает 1 точку пересечения с окружностью., но вторая точка будет находиться на прямой \(y = -x - 6\) (так как они обязательно пересекаются в одной точке, если не параллельны, а угловые коэффициенты разные). Итого 2 точки, потому что два этих графика получились как из произведения, равного нулю.[IMAGENEWLINE]
[IMAGENEWLINE]
Подставим \(y = x + a\) в уравнение окружности:[IMAGENEWLINE]
$ (x + 3)^2 + (x + a)^2 = 9 $[IMAGENEWLINE]
$ x^2 + 6x + 9 + x^2 + 2ax + a^2 = 9 $[IMAGENEWLINE]
$ 2x^2 + (6 + 2a)x + a^2 = 0 $[IMAGENEWLINE]
[IMAGENEWLINE]
Для касания дискриминант должен быть равен нулю:[IMAGENEWLINE]
$ D = (6 + 2a)^2 - 4 \cdot 2 \cdot a^2 = 0 $[IMAGENEWLINE]
$ 36 + 24a + 4a^2 - 8a^2 = 0 $[IMAGENEWLINE]
$ -4a^2 + 24a + 36 = 0 \quad |:(-4) $[IMAGENEWLINE]
$ a^2 - 6a - 9 = 0 $[IMAGENEWLINE]
[image:1:right]
Найдем корни этого квадратного уравнения:[IMAGENEWLINE]
$ D_a = (-6)^2 - 4 \cdot 1 \cdot (-9) = 36 + 36 = 72 $[IMAGENEWLINE]
$ a_{1,2} = \frac{6 \pm \sqrt{72}}{2} = \frac{6 \pm 6\sqrt{2}}{2} = 3 \pm 3\sqrt{2} $[IMAGENEWLINE]
Значит при $a= 3 \pm 3\sqrt{2} $ прямая $y=x+a$ касается окружности и пересекает прямую $y=-x-6.$ Итого, как и было ранее сказано, получаем две точки в решении (синие прямые на рисунке).[IMAGENEWLINE]
[IMAGENEWLINE]
[BOLD]Случай 2:[/BOLD] Прямая проходит через точки пересечения окружности и линии \(y = -x - 6\)[IMAGENEWLINE]
В этих случаях одна из точек пересечения окружности совпадает с точкой пересечения прямой \(y = x + a\) и линии \(y = -x - 6\). Это сокращает количество общих точек до двух (одна точка "сливается", но остается общей для всей системы, вторая остается обычной точкой пересечения окружности).[IMAGENEWLINE]
[IMAGENEWLINE]
Точки \(A(-6; 0)\) и \(B(-3; -3)\) уже найдены. Подставим их координаты в уравнение прямой \(y = x + a\) для нахождения \(a\).[IMAGENEWLINE]
[IMAGENEWLINE]
Для точки \(A(-6; 0)\):[IMAGENEWLINE]
$ 0 = -6 + a \implies a = 6 $[IMAGENEWLINE]
Для точки \(B(-3; -3)\):[IMAGENEWLINE]
$ -3 = -3 + a \implies a = 0 $[IMAGENEWLINE]
При таких \(a\) прямая \(y = x + a\) проходит через эти общие точки, обеспечивая ровно два решения системы (чёрные прямые на рисунке).[IMAGENEWLINE]
[IMAGENEWLINE]
[BOLD]Ответ:[/BOLD] $a\in[0;6] \cup \{3\pm\sqrt2\}.$
Найдите все значения параметра , при каждом из которых система уравнений
имеет ровно два различных решения.
имеет ровно два различных решения.
Решение:
Первое уравнение системы состоит из произведения множителей. Следовательно, решение системы удовлетворяет хотя бы одному из равенств, являющихся множителями:
1. (уравнение окружности);
2. (прямая при условии существования корня).
Так как второе уравнение содержит подкоренное выражение, область определения накладывает условие . Однако в силу второго множителя , нам достаточно рассмотреть именно случай . Таким образом, график первой системы — это объединение окружности и прямой отрезка.
1. Анализ окружности
Преобразуем уравнение, выделив полные квадраты:
Это уравнение окружности с центром и радиусом .
2. Анализ прямой
Корень равен нулю при:
Найдем точки пересечения этой прямой и окружности:
Подставим в уравнение окружности:
Решив квадратное уравнение (по теореме Виета или через дискриминант), найдем корни:

1. (уравнение окружности);
2. (прямая при условии существования корня).
Так как второе уравнение содержит подкоренное выражение, область определения накладывает условие . Однако в силу второго множителя , нам достаточно рассмотреть именно случай . Таким образом, график первой системы — это объединение окружности и прямой отрезка.
1. Анализ окружности
Преобразуем уравнение, выделив полные квадраты:
Это уравнение окружности с центром и радиусом .
2. Анализ прямой
Корень равен нулю при:
Найдем точки пересечения этой прямой и окружности:
Подставим в уравнение окружности:
Решив квадратное уравнение (по теореме Виета или через дискриминант), найдем корни:

Соответствующие ординаты: , .
Точки пересечения окружности и прямой: и .
3. Анализ семейства прямых
Прямая пересекает полученную фигуру в следующих случаях:
Случай 1: Прямая касается окружности.
Если прямая касается окружности, то она дает 1 точку пересечения с окружностью., но вторая точка будет находиться на прямой (так как они обязательно пересекаются в одной точке, если не параллельны, а угловые коэффициенты разные). Итого 2 точки, потому что два этих графика получились как из произведения, равного нулю.
Подставим в уравнение окружности:
Для касания дискриминант должен быть равен нулю:
Точки пересечения окружности и прямой: и .
3. Анализ семейства прямых
Прямая пересекает полученную фигуру в следующих случаях:
Случай 1: Прямая касается окружности.
Если прямая касается окружности, то она дает 1 точку пересечения с окружностью., но вторая точка будет находиться на прямой (так как они обязательно пересекаются в одной точке, если не параллельны, а угловые коэффициенты разные). Итого 2 точки, потому что два этих графика получились как из произведения, равного нулю.
Подставим в уравнение окружности:
Для касания дискриминант должен быть равен нулю:

Найдем корни этого квадратного уравнения:
Значит при прямая касается окружности и пересекает прямую Итого, как и было ранее сказано, получаем две точки в решении (синие прямые на рисунке).
Случай 2: Прямая проходит через точки пересечения окружности и линии
В этих случаях одна из точек пересечения окружности совпадает с точкой пересечения прямой и линии . Это сокращает количество общих точек до двух (одна точка "сливается", но остается общей для всей системы, вторая остается обычной точкой пересечения окружности).
Точки и уже найдены. Подставим их координаты в уравнение прямой для нахождения .
Для точки :
Для точки :
При таких прямая проходит через эти общие точки, обеспечивая ровно два решения системы (чёрные прямые на рисунке).
Ответ:
Значит при прямая касается окружности и пересекает прямую Итого, как и было ранее сказано, получаем две точки в решении (синие прямые на рисунке).
Случай 2: Прямая проходит через точки пересечения окружности и линии
В этих случаях одна из точек пересечения окружности совпадает с точкой пересечения прямой и линии . Это сокращает количество общих точек до двух (одна точка "сливается", но остается общей для всей системы, вторая остается обычной точкой пересечения окружности).
Точки и уже найдены. Подставим их координаты в уравнение прямой для нахождения .
Для точки :
Для точки :
При таких прямая проходит через эти общие точки, обеспечивая ровно два решения системы (чёрные прямые на рисунке).
Ответ:
Ответ:
Готовитесь к ЕГЭ по математике (профиль)?
Свежие варианты, разборы и лайфхаки каждый день