Найдите все значения a, при каждом из которых система уравнений {x4−y4=12a−28,x2+y2=a имеет ровно четыре различных решения.
Ваше решениедо 4 баллов
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение:
Рассмотрим исходную систему уравнений: {x4−y4=12a−28x2+y2=a
Из второго уравнения сразу следует, что параметр a должен быть строго положителен (a>0), так как сумма квадратов переменных x2+y2 не может быть отрицательной, а при a=0 графиком будет единственная точка (0;0), что не обеспечит нужное количество решений.
Разложим левую часть первого уравнения как разность квадратов: {(x2−y2)(x2+y2)=12a−28x2+y2=a
Подставим a вместо выражения (x2+y2) в первое уравнение: {(x2−y2)⋅a=12a−28x2+y2=a
Разделив первое уравнение на a (так как a=0), получим систему относительно x2 и y2: {x2−y2=12−a28x2+y2=a
Складывая и вычитая уравнения системы, выразим квадраты переменных: {2x2=a+12−a282y2=a−(12−a28)⇒{2x2=a+12−a282y2=a−12+a28
Для того чтобы система имела ровно четыре различных решения вида (±x;±y), необходимо и достаточно, чтобы правые части обоих уравнений были строго больше нуля (тогда для x и для y мы получим по два ненулевых значения).
Сформируем условия на параметр: ⎩⎨⎧a>0a+12−a28>0a−12+a28>0
Умножим неравенства на a>0 и перейдем к квадратным трехчленам: ⎩⎨⎧a>0a2+12a−28>0(1)a2−12a+28>0(2)
Решим неравенство (1):
Корни уравнения a2+12a−28=0 равны a=−14 и a=2. Следовательно, решением неравенства с учетом a>0 будет интервал a∈(2;+∞).
Решим неравенство (2):
Для уравнения a2−12a+28=0 найдем дискриминант: D=144−4⋅28=144−112=32.
Находим корни: a1=212+32=212+42=6+22 a2=212−32=212−42=6−22
Решением второго неравенства является множество a∈(−∞;6−22)∪(6+22;+∞).
Пересекая полученные результаты, находим искомую область значений параметра a: