Сайт репетитора по математике Фельдман Инны Владимировны. Профессиональные услуги репетитора по математике в Москве. Подготовка к ГИА и ЕГЭ, помощь отстающим.

Задание 20 из Диагностической работы МИОО 22.04.15

Найдите все значения параметра a, при каждом из которых система

delim{lbrace}{matrix{2}{1}{{2x^2+2y^2=5xy} {(x-a)^2+(y-a)^2=5a^4} }}{ }

имеет ровно два решения.

Решение.

Посмотрим внимательно на систему. Заметим, что если мы поменяем местами x и y, то система от этого не изменится. Системы такого рода называются симметрическими, и если пара (x;y) является решением симметрической системы, то пара (y;x) также будет решением этой системы. Следовательно, должно быть только одно значение  и соответствующее ему значение y, которые являются решением системы. В этом случае система будет иметь ровно два решения: (x;y) и (y;x) (!)

В первом уравнении отсутствует параметр, и из него мы можем получить соотношение между x и y.

Перенесем 5xy влево.

2x^2+2y^2-5xy=0

Разделим обе части на y^2 в предположении, что y<>0. (Если y=0, то x=0, в этом случае для пары (0,0) мы не можем получить симметричную ей, и не можем получить ровно два решения.)

2(x/y)^2-5(x/y)+2(y/y)^2=0

2(x/y)^2-5(x/y)+2=0

Решим квадратное уравнение относительно x/y и получим

x/y=1/2 или x/y=2

Отсюда y=2x или x=2y

Рассмотрим первый случай: y=2x. Подставим y=2x во второе уравнение системы. Получим:

(x-a)^2+(2x-a)^2=5a^4

Просматривается квадратное уравнение относительно x. Нас интересует, при каких значениях a это уравнение имеет единственно решение. (см. (!))

Квадратное уравнение имеет единственное решение, если D=0

x^2-2ax+a^2+4x^2-4ax+a^2-5a^4=0

5x^2-6ax+2a^2-5a^4=0

D/4=(-3a)^2-5(2a^2-5a^4)=9a^2-10a^2+25a^4=25a^4-a^2

25a^4-a^2=0

a^2(25a^2-1)=0

Отсюда:

a=0;~~a=1/5;~~a=-1/5

Если a=0, то x=0 и соответственно y=0 - этот случай нам не подходит.

То есть ~~a=1/5;~~a=-1/5

Второй случай: x=2y абсолютно аналогичен первому.

Ответ: {pm}1/5

 

И.В. Фельдман, репетитор по математике.

Задание 20 из Диагностической работы МИОО 22.04.15

Отзывов (17)

  1. Анастасия

    Красивое решение!
    Мне так же по душе графический метод (первое уравнение раскладываем на множители и получаем 2 прямые, а окружности с центрами на прямой х=у их должны касаться. Хотя, конечно, все очень похоже :). Огромное спасибо за рассылку!

    • Инна

      Я тоже больше люблю графический метод. Но в этой задаче мне кажется так проще.

  2. наталья

    мне больше нравиться графический способ. Он наглядней и, мне кажется, доступней. Хотя Ваше объяснение логично, красиво.

  3. Антон

    Обьясните пожалуйста там, где D/4. Дэ — это что? Дискриминант? 0_o

    • Инна

      Если в квадратном уравнении второй коэффициент четный, то корни удобно считать по такой формуле: x_{12}={{-b/2}{pm}sqrt{(b/2)^2-ac}}/a
      здесь, как несложно видеть, выражение (b/2)^2-ac= D/4

      • Антон

        Ааа, поняял:)

  4. Элла

    Спасибо, Инна Владимировна! Ваше решение сохраню в своей методической копилке!Только вот интересно, наши дети знают понятие симметрической системы?

    • Инна

      Думаю, что те, кто приступает к С5 должны знать) Дала ссылку на объяснение решения систем нелинейных уравнений.

  5. Марина

    Инна Владимировна,здравствуйте!

    Объясните мне,пожалуйста,действие,где D/4.
    Я не очень понимаю,как решить уравнение по формуле,которую Вы написали в комментариях.

    Заранее спасибо!

    • Инна

      Можно найти D и приравнять к нулю, получатся те же корни.

      • Марина

        Извините за такой глупый вопрос,в уравнении я за с принимаю 2а^2-5а^4?

        • Инна

          Да, все, что без х — это с.

          • Марина

            Огромное спасибо!

  6. Елена Кравченко

    Уважаемая Инна,огромное спасибо за помощь, очень красивое понятное решение,в отличии от предложенного в критериях.

  7. Искандер

    Можно ли рассмотреть первое уравнение как квадратное относительно х (либо y)?
    Т.е. решить уравнение 2y^2 — 5xy + 2x^2 = 0 относительно y? Такие же соотношения получаются….

    • Инна

      Да, конечно.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *