Задача 1
Найдите все положительные значения , при каждом из которых система
имеет единственное решение.
Решение. Если , то уравнение задаёт окружность с центром в точке радиусом , а если , то оно задаёт окружность с центром в точке таким же радиусом
(см. рисунок).
При положительных значениях уравнение задаёт окружность с центром в точке радиусом . Поэтому задача состоит в том, чтобы найти все значения , при каждом из которых окружность имеет единственную общую точку с объединением окружностей и .
Из точки проведём луч и обозначим через и точки его пересечения с окружностью , где лежит между и . Так как
, то .
При или окружности и не пересекаются.
При окружности и имеют две общие точки.
При или окружности и касаются.
Из точки проведём луч и обозначим через и точки его пересечения с окружностью , где лежит между и . Так как , то .
При или окружности и не пересекаются.
При окружности и имеют две общие точки.
При или окружности и касаются.
Исходная система имеет единственное решение тогда и только тогда, когда окружность касается ровно одной из двух окружностей и и не пересекается с другой. Так как , то условию задачи удовлетворяют только числа и .
Ответ: .
Содержание критерия | Баллы |
Обоснованно получен верный ответ | |
С помощью верного рассуждения получены оба верных значения параметра, но – или в ответ включены также и одно-два неверных значения; – или решение недостаточно обосновано | |
С помощью верного рассуждения получено хотя бы одно верное значение параметра | |
Задача сведена к исследованию: – или взаимного расположения трёх окружностей; – или двух квадратных уравнений с параметром | |
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше | |
Максимальныйбалл |
Задача 2.
Найдите все значения , при каждом из которых уравнение
имеет ровно три различных корня.
Решение. Исходное уравнение равносильно уравнению при условии .
Решим уравнение :
; ; , откуда , или .
Исходное уравнение имеет три корня, когда эти числа различны
и для каждого из них выполнено условие .
Рассмотрим условия совпадения корней. При имеем .
При имеем . При остальных значениях числа 0,
, различны.
При получаем: при всех значениях .
При получаем: .
Это выражение неотрицательно при .
При получаем: .
Это выражение неотрицательно при .
Таким образом, исходное уравнение имеет ровно три различных корня при
; ; .
Ответ: ; ; .
Содержание критерия | Баллы |
Обоснованно получен верный ответ | |
С помощью верного рассуждения получено множество значений a, отличающееся от искомого только исключением точек и/или | |
С помощью верного рассуждения получен промежуток множества значений a, возможно, с включением граничных точек ИЛИ получен неверный ответ из-за вычислительной ошибки, но при этом верно выполнены все шаги решения | |
Получены корни уравнения : , , ; и задача верно сведена к исследованию полученных корней при условии () | |
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше | |
Максимальный балл |
Задача 3.
Найдите все значения , при каждом из которых система уравнений
имеет ровно два решения.
Решение.
Изобразим на координатной плоскости множество точек, координаты которых удовлетворяют первому уравнению системы.
Рассмотрим два случая:
1) Если , то получаем уравнение
;
;
.
Полученное уравнение задаёт окружность с центром в точке
и радиусом .
2) Если , то получаем уравнение
; ; .
Полученное уравнение задаёт окружность с центром в точке
и радиусом .
Полученные окружности пересекаются в двух точках и , лежащих на прямой , поэтому в первом случае получаем дугу с концами в точках и , во втором — дугу с концами в тех же точках (см. рис.).
Рассмотрим второе уравнение системы. Оно задаёт прямую , которая проходит через точку и угловой коэффициент которой равен .
При прямая проходит через точки и , то есть исходная система имеет два решения.
При прямая перпендикулярна прямой , угловой коэффициент которой равен , значит, прямая касается дуги в точке и пересекает дугу в двух точках (одна из которых — точка ), то есть исходная система имеет два решения.
При прямая перпендикулярна прямой , угловой коэффициент которой равен , значит, прямая касается дуги в точке
и пересекает дугу в двух точках (одна из которых — точка ), то есть исходная система имеет два решения.
При или прямая пересекает каждую из дуг и в точке
и ещё в одной точке, отличной от точки , то есть исходная система имеет три решения.
При прямая пересекает дугу в двух точках (одна из которых — точка ) и не пересекает дугу в точках, отличных от точки , то есть исходная система имеет два решения.
При прямая пересекает дугу в двух точках (одна из которых — точка ) и не пересекает дугу в точках, отличных от точки , то есть исходная система имеет два решения.
Значит, исходная система имеет ровно два решения при .
Ответ: .
Содержание критерия | Баллы |
Обоснованно получен верный ответ | |
С помощью верного рассуждения получено множество значений a, отличающееся от искомого только исключением точек и/или | |
При всех значениях a верно найдено количество решений системы в одном из двух случаев, возникающих при раскрытии модуля ИЛИ получен неверный ответ из-за вычислительной ошибки, но при этом верно выполнены все шаги решения | |
Задача верно сведена к исследованию взаимного расположения дуг окружностей и прямых (аналитически или графически) | |
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше | |
Максимальный балл |
Пример 1.
Найдите все значения , при каждом из которых уравнение
имеет ровно три различных корня.
Ответ: ; ; .
Комментарий.
Решение логично, все шаги присутствуют, но при решении неравенства в пункте 2) допущена ошибка вычислительного характера, что соответствует критерию на 2 балла.
Оценка эксперта: 2 балла.
Пример 2.
Найдите все значения , при каждом из которых уравнение
имеет ровно три различных корня.
Ответ: ; ; .
Комментарий.
Получены корни уравнения , , и задача сведена к исследованию полученных корней при условии (есть только указание).