Найдите все положительные значения a, при каждом из которых система
имеет единственное решение.
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение:
Рассмотрим первое уравнение: .
При оно описывает окружность с центром в точке и радиусом .
В случае уравнение принимает вид , что соответствует окружности с центром и тем же радиусом (графическое представление приведено ниже).
Второе уравнение при представляет собой семейство окружностей с центром в точке и варьируемым радиусом .
Следовательно, нам необходимо определить такие значения параметра , при которых окружность имеет ровно одну общую точку с фигурой, образованной дугами или полными окружностями и .

Проанализируем взаимное расположение и . Соединим их центры отрезком . Расстояние между центрами равно:
Пусть и — точки, в которых луч пересекает . Тогда кратчайшее расстояние от до равно , а наибольшее — .
Окружности и будут касаться при (внешнее касание) или (внутреннее касание). Если находится в интервале между этими значениями, окружности пересекаются в двух точках.
Аналогично рассмотрим окружность . Расстояние между центрами и :
Точки пересечения луча с окружностью обозначим и . Расстояния до них от точки составят:
и .
Касание и происходит при или .
Для того чтобы система имела единственное решение, окружность должна касаться одной из окружностей ( или ) так, чтобы со второй окружностью пересечений не было.
Сравним полученные радиусы: так как , то .
То есть: .
1) При окружность касается , а до еще «не дотягивается» (). Это дает 1 решение.
2) При окружность касается , но уже пересекает в двух точках.
3) При окружность касается , но пересекает в двух точках.
4) При окружность касается , при этом она полностью охватывает (), не имея с ней общих точек. Это дает 1 решение.
Таким образом, искомые значения: и .
Ответ:
Источник: ФИПИ