Математика. ЕГЭ

Перейти к заданиям

Задание 18. Вариант 5

Просмотры: 464
Изменено: 31 января 2025
Найдите все значения \( a, \) при каждом из которых система $$ \begin{cases} \left| 2x^2 + y^2 - 1 \right| + y^2 + 4y = 0, \\ y = 0{,}5 x + a \end{cases} $$ имеет два или три корня.

Решение:

Исследуем первое уравнение системы. Уравнение \( 2x^2 + y^2 -1 = 0 \) задаёт эллипс с центром в начале координат, который проходит через точки \( \left( \pm \frac{1}{\sqrt{2}}; 0 \right)\) и \( (0; \pm 1)\). Вне этого эллипса выражение, стоящее под модулем, больше нуля. Опуская знак модуля и приводя подобные, получаем уравнение \( x^2 + (y+1)^2 = \dfrac{3}{2} \). Оно задаёт окружность с центром в точке \( M(0; -1)\) и радиусом \( \sqrt{\dfrac{3}{2}} \). Так как $$ \left( \frac{1}{\sqrt{2}} \right)^2 + 1^2 = \frac{3}{2} $$ то окружность пересекает эллипс в точках \( C \left( \frac{1}{\sqrt{2}}; 0 \right)\) и \( D \left(- \frac{1}{\sqrt{2}}; 0 \right)\). Внутри эллипса \( 2x^2 + y^2 -1 < 0 \). Раскрывая модуль со знаком минус и приводя подобные получим уравнение \( y = \dfrac{1}{2} x^2 - \dfrac{1}{4} \). Это — парабола с вершиной в \( \left(0; - \dfrac{1}{4} \right) \).

Второе уравнение \( y = \dfrac{1}{2}x + a \) задаёт семейство параллельных прямых с угловым коэффициентом \( \dfrac{1}{2} \). При больших по модулю отрицательных значениях \( a \) эта прямая не пересекается с кривой, задаваемой первым уравнением. Начнём увеличивать \( a\). При его определённом значении произойдёт касание в точке \( A \). Если \( k \) — угловой коэффициент прямой \( MA \), то тогда \( \dfrac{1}{2} \cdot k = -1 \), т.е. \( k = -2\). Другими словами, в прямоугольном треугольнике \( MAE \) тангенс угла \( A \) равен 2. Пусть \( ME = p\), \( AE = q \). Тогда $$ \frac{p}{q} = 2 \quad \Rightarrow \quad p = 2q. $$ С другой стороны $$ p^2 + q^2 = \frac{3}{2}.$$ Отсюда получаем, что \( p = 2 \sqrt{\dfrac{3}{10}} \), \( q = \sqrt{\dfrac{3}{10}} \) и, значит, точка \( A \) имеет координаты \( \left( \sqrt{\dfrac{3}{10}}; -1-2\sqrt{\dfrac{3}{10}} \right) \). Подставляя эти координаты во второе уравнение системы, находим, что \( a = -1 - \dfrac{\sqrt{30}}{4} \). При этом значении \(a\) система имеет одно решение. Продолжим увеличивать \( a \). У системы будет два решения. Это будет происходить до тех пор, пока прямая не коснётся параболы в точке \( B \). В этой точке значение производной \( y'=x \) функции \( y = \dfrac{1}{2}x^2 -\dfrac{1}{4} \) равно угловому коэффициенту \( \dfrac{1}{2} \) семейства прямых, задаваемому вторым уравнением системы. Т.е. координаты точки \( B \left( \dfrac{1}{2}; - \dfrac{1}{8} \right)\). Подставляя их во второе уравнение системы, находим, что \( a = - \dfrac{3}{8} \). При таком значении параметра \( a \) система имеет три решения. При дальнейшем увеличении \( a \) система имеет четыре решения, пока прямая второго уравнения не пройдёт через точку \( C \left( \dfrac{1}{\sqrt{2}}; 0 \right)\). Это даёт значение параметра \( a = - \dfrac{1}{2 \sqrt{2}} = - \dfrac{\sqrt{2}}{4} \), при котором система имеет три решения. Дальнейшее увеличение \( a \) приведёт к тому, что система будет иметь два решения до тех пор, пока прямая второго уравнения не пройдёт через точку \( D \left( -\dfrac{1}{\sqrt{2}}; 0 \right) \). Для неё \( a = \dfrac{\sqrt{2}}{4} \) и у системы одно решение. При большем значении \( a \) система решений не имеет.

Ответ: \( \left( -1 - \dfrac{\sqrt{30}}{4}; - \dfrac{3}{8} \right] \cup \left[ - \dfrac{\sqrt{2}}{4}; \dfrac{\sqrt{2}}{4} \right) \).

Новый тренажёр-эмулятор
Станции КЕГЭ

Эффективно готовьтесь к ЕГЭ по информатике с новым тренажёром, эмулирующем работу станции КЕГЭ, которая используется на реальном экзамене

Новое видео
Методы решения задания 16 ЕГЭ по Информатике «Вычисление рекуррентных выражений»
Поддержать автора сайта!
​ Поддержите автора сайта, если материалы, размещённые здесь, оказались вам полезны.
Расписание пробников Статграда в 2026/27 учебном году
Информатика ОГЭ 9 класс
  1. 13 октября 2026 года
  2. 3 декабря 2026 года
  3. 21 января 2027 года
  4. 19 февраля 2027 года
  5. 23 марта 2027 года
  6. 27 апреля 2027 года
Математика ОГЭ 9 класс
  1. 23 сентября 2026 года
  2. 1 декабря 2026 года
  3. 22 января 2027 года
  4. 3 марта 2027 года
  5. 14 апреля 2027 года
Физика ОГЭ 9 класс
  1. 19 октября 2026 года
  2. 10 декабря 2026 года
  3. 29 января 2027 года
  4. 17 марта 2027 года
  5. 22 апреля 2027 года
Математика ЕГЭ 10 класс
  1. 3 февраля 2027 года
  2. 11 мая 2027 года
Информатика ЕГЭ 11 класс
  1. 22 октября 2026 года
  2. 15 декабря 2026 года
  3. 26 января 2027 года
  4. 2 марта 2027 года
  5. 13 апреля 2027 года
Математика ЕГЭ 11 класс
  1. 30 сентября 2026 года
  2. 17 декабря 2026 года
  3. 9 февраля 2027 года
  4. 16 марта 2027 года
  5. 21 апреля 2027 года
Физика ЕГЭ 11 класс
  1. 14 октября 2026 года
  2. 16 декабря 2026 года
  3. 4 февраля 2027 года
  4. 12 марта 2027 года
  5. 9 апреля 2027 года