Найдите все значения параметра $a$, при каждом из которых система [NEWLINE] \(\begin{cases} |x-a|+|y|=2 \\ y=\sqrt{4-x^2} \end{cases}\)[NEWLINE] имеет ровно одно решение.
[BOLD]Рассмотрим[/BOLD] $y=\sqrt{4-x^2}:$[NEWLINE] \(\begin{cases} y=\sqrt{4-x^2} \\ y \geq 0 \end{cases}\)[NEWLINE] $y^2=4-x^2$[NEWLINE] $x^2+y^2=2^2 \Rightarrow$ окружность с центром $(0;0)$ и радиусом $R=2,$ ограниченная снизу $(y\geq0).$[NEWLINE] \(\)[NEWLINE] [BOLD]Рассмотрим[/BOLD] $ |x-a|+|y|=2:$[NEWLINE] Раскроем модули для 4-х случаев:[NEWLINE] $1)$ \(\begin{cases} x-a \geq 0 \\ y \geq 0 \end{cases}\)\(\begin{cases} x \geq a \\ y \geq 0 \end{cases}\)[NEWLINE] $y=-x+a+2$[NEWLINE] $2)$ \(\begin{cases} x-a \geq 0 \\ y \lt 0 \end{cases}\)\(\begin{cases} x \geq a \\ y \lt 0 \end{cases}\)[NEWLINE] $y=x-a-2$[NEWLINE] $3)$ \(\begin{cases} x-a \lt0 \\ y \geq 0 \end{cases}\)\(\begin{cases} x \lt a \\ y \geq 0 \end{cases}\)[NEWLINE] $y=x-a+2$[NEWLINE] $4)$ \(\begin{cases} x-a \lt0 \\ y \lt 0 \end{cases}\)\(\begin{cases} x \lt a \\ y \lt 0 \end{cases}\)[NEWLINE] $y=-x+a-2$[NEWLINE] \(\)[NEWLINE] Графиком является перемещающийся по оси $Ox$ ромб (квадрат, в частности).[NEWLINE] [image:0][NEWLINE] Заметим, что случаи $I$ и $IV$ на графике получается при пересечении квадратом точек $(2;0), (-2;0)$ прямыми $y=x-a+2$ и $y=-x+a+2$ соответственно. Подставим эти точки в уравнения и найдём $a:$[NEWLINE] $I:$ $0=2-a+2\Rightarrow a=4$[NEWLINE] $IV.$ $0=-(-2)+a+2 \Rightarrow a=-4$[NEWLINE] \(\)[NEWLINE] Случай $II$ — касание квадрата с окружностью левым верхним ребром, то есть с прямой $y=x-a+2:$[NEWLINE] \(\begin{cases} y=x-a+2 \\ x^2+y^2=4 \end{cases}\)[NEWLINE] $(x-a+2)^2=4-x^2$[NEWLINE] $2x^2+(-2a+4)x-4a+a^2=0$[NEWLINE] Требуем от дискриминанта равенство нулю для одного корня (касания):[NEWLINE] $D=(-2a+4)^2-4\cdot2(-4a+a^2)=-4a^2+16a+16.$[NEWLINE] $-4a^2+16a+16=0 \Leftrightarrow\left[\begin{aligned} & a_1=2+2\sqrt{2} \\& a_2=2-2\sqrt{2} \\\end{aligned}\right.$[NEWLINE] Заметим, что при $a_1$ окружность не существует, так как мы выяснили, что радиус окружности в параметре $a$ эквивалентен $a=4.$ Следовательно, $a=2-\sqrt{2}$[NEWLINE] \(\)[NEWLINE] Случай $III$ — касание квадрата с окружностью правым верхним ребром, то есть с прямой $y=-x+a+2:$[NEWLINE] \(\begin{cases} y=-x+a+2 \\ x^2+y^2=4 \end{cases}\)[NEWLINE] $(-x+a+2)^2=4-x^2$[NEWLINE] $2x^2+(-2a-4)x+4a+a^2=0$[NEWLINE] Требуем от дискриминанта равенство нулю для одного корня (касания):[NEWLINE] $D=(2a+4)^2-4\cdot2(4a+a^2)=-4a^2-16a+16.$[NEWLINE] $-4a^2-16a+16=0 \Leftrightarrow\left[\begin{aligned} & a_3=-2-2\sqrt{2} \\& a_4=-2+2\sqrt{2} \\\end{aligned}\right.$[NEWLINE] Заметим, что при $a_3$ окружность не существует, так как мы выяснили, что радиус окружности в параметре $a$ эквивалентен $a=4.$[NEWLINE] Следовательно, $a=-2+\sqrt{2}$[NEWLINE] \(\)[NEWLINE] Объединяем случаи: $a \in [-4;2-2\sqrt{2})\cup(-2+2\sqrt{2};4]$[NEWLINE] \(\)[NEWLINE] [BOLD]Ответ:[/BOLD] $a \in [-4;2-2\sqrt{2})\cup(-2+2\sqrt{2};4]$
Задание 19, (№883 в банке заданий)
Найдите все значения параметра a , при каждом из которых система
\begin{cases} |x-a|+|y|=2 \\ y=\sqrt{4-x^2} \end{cases}
имеет ровно одно решение.

Решение:

Рассмотрим y=\sqrt{4-x^2}:
\begin{cases} y=\sqrt{4-x^2} \\ y \geq 0 \end{cases}
y^2=4-x^2
x^2+y^2=2^2 \Rightarrow окружность с центром (0;0) и радиусом R=2, ограниченная снизу (y\geq0).

Рассмотрим |x-a|+|y|=2:
Раскроем модули для 4-х случаев:
1) \begin{cases} x-a \geq 0 \\ y \geq 0 \end{cases} \begin{cases} x \geq a \\ y \geq 0 \end{cases}
y=-x+a+2
2) \begin{cases} x-a \geq 0 \\ y \lt 0 \end{cases} \begin{cases} x \geq a \\ y \lt 0 \end{cases}
y=x-a-2
3) \begin{cases} x-a \lt0 \\ y \geq 0 \end{cases} \begin{cases} x \lt a \\ y \geq 0 \end{cases}
y=x-a+2
4) \begin{cases} x-a \lt0 \\ y \lt 0 \end{cases} \begin{cases} x \lt a \\ y \lt 0 \end{cases}
y=-x+a-2

Графиком является перемещающийся по оси Ox ромб (квадрат, в частности).
Solution image 0

Заметим, что случаи I и IV на графике получается при пересечении квадратом точек (2;0), (-2;0) прямыми y=x-a+2 и y=-x+a+2 соответственно. Подставим эти точки в уравнения и найдём a:
I: 0=2-a+2\Rightarrow a=4
IV. 0=-(-2)+a+2 \Rightarrow a=-4

Случай II — касание квадрата с окружностью левым верхним ребром, то есть с прямой y=x-a+2:
\begin{cases} y=x-a+2 \\ x^2+y^2=4 \end{cases}
(x-a+2)^2=4-x^2
2x^2+(-2a+4)x-4a+a^2=0
Требуем от дискриминанта равенство нулю для одного корня (касания):
D=(-2a+4)^2-4\cdot2(-4a+a^2)=-4a^2+16a+16.
-4a^2+16a+16=0 \Leftrightarrow\left[\begin{aligned} & a_1=2+2\sqrt{2} \\& a_2=2-2\sqrt{2} \\\end{aligned}\right.
Заметим, что при a_1 окружность не существует, так как мы выяснили, что радиус окружности в параметре a эквивалентен a=4. Следовательно, a=2-\sqrt{2}

Случай III — касание квадрата с окружностью правым верхним ребром, то есть с прямой y=-x+a+2:
\begin{cases} y=-x+a+2 \\ x^2+y^2=4 \end{cases}
(-x+a+2)^2=4-x^2
2x^2+(-2a-4)x+4a+a^2=0
Требуем от дискриминанта равенство нулю для одного корня (касания):
D=(2a+4)^2-4\cdot2(4a+a^2)=-4a^2-16a+16.
-4a^2-16a+16=0 \Leftrightarrow\left[\begin{aligned} & a_3=-2-2\sqrt{2} \\& a_4=-2+2\sqrt{2} \\\end{aligned}\right.
Заметим, что при a_3 окружность не существует, так как мы выяснили, что радиус окружности в параметре a эквивалентен a=4.
Следовательно, a=-2+\sqrt{2}

Объединяем случаи: a \in [-4;2-2\sqrt{2})\cup(-2+2\sqrt{2};4]

Ответ: a \in [-4;2-2\sqrt{2})\cup(-2+2\sqrt{2};4]

Ответ:

Готовитесь к ЕГЭ по математике (профиль)?
Свежие варианты, разборы и лайфхаки каждый день

Вступить в Telegram-канал

Если в решении есть ошибка или у вас есть другое, более красивое решение, напишите сюда t.me/brunoxgod или по email: playmeek@gmail.com