Задание №22 — Алгебраические выражения
Постройте график функции
.
Определите, при каких значениях прямая имеет с графиком ровно одну общую точку.
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение.
1. Сначала найдём область определения функции. Знаменатель дроби не может быть равен нулю:
Вынесем за скобки:
Отсюда и , то есть .
Значит, область определения функции: .
2. Упростим выражение функции на её области определения:
Сократим дробь на , учитывая, что :
.
Таким образом, графиком данной функции является гипербола с одной "выколотой" точкой.
3. Найдём координаты "выколотой" точки. Подставим в упрощённое уравнение :
.
Точка, которую нужно исключить из графика: (или ). Также график не существует при , но гипербола и так не пересекает ось .
4. Теперь определим, при каких значениях прямая имеет с графиком ровно одну общую точку.
Прямая проходит через начало координат. Рассмотрим возможные случаи:
а) Прямая проходит через "выколотую" точку . В этом случае у прямой и исходного графика будет только одна точка пересечения (так как в самой точке графика нет, но прямая может пересечь гиперболу в другой ветви).
Подставим координаты точки в уравнение прямой:
.
При прямая пересекает гиперболу в двух точках, но одна из них выколота, значит, общая точка одна.
б) Прямая касается гиперболы .
Приравняем выражения: .
.
Уравнение имеет решение (точку касания), если . Однако, если , уравнение всегда имеет два корня: и . Это значит, что прямая при всегда пересекает гиперболу в двух точках (в разных четвертях), либо не пересекает вовсе при .
Единственный способ получить одну точку — это когда одна из двух точек пересечения совпадает с "выколотой" точкой. Этот случай мы уже нашли: .
в) Проверим случай . Если , то прямая проходит во второй и четвёртой четвертях, а гипербола расположена в первой и третьей. В этом случае общих точек нет.
г) Проверим случай . Прямая (ось ) не имеет общих точек с гиперболой.
д) Важный нюанс: мы нашли , при котором прямая проходит через . Вторая точка пересечения этой прямой с гиперболой будет иметь абсциссу , такую что . То есть (выколота) и (существует). Значит, общая точка действительно одна.
Ответ: 0,49
Источник: ФИПИ