Задание №22 — Алгебраические выражения
Постройте график функции
.
Какое наибольшее число общих точек может иметь график данной функции
с прямой, параллельной оси абсцисс?
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение.
Для решения задачи сначала построим график функции . Построение будем проводить в несколько этапов.
1. Построение вспомогательного графика.
Рассмотрим квадратичную функцию . Графиком этой функции является парабола, ветви которой направлены вверх (так как коэффициент при равен ).
Найдём координаты вершины параболы :
.
.
Вершина находится в точке .
2. Нахождение нулей функции.
Найдём точки пересечения параболы с осью , решив уравнение :
По теореме Виета или через дискриминант находим корни: , .
Следовательно, парабола пересекает ось абсцисс в точках и .
3. Построение графика с модулем.
График функции получается из графика следующим образом: те части параболы, которые лежат выше оси или на ней, остаются без изменений. Часть параболы, лежащая ниже оси (от до ), симметрично отражается относительно этой оси вверх.
Таким образом, вершина параболы переходит в точку . График представляет собой "W"-образную кривую с "изломами" в точках и .
4. Исследование количества общих точек.
Прямая, параллельная оси абсцисс, задаётся уравнением , где — некоторое число.
Проанализируем количество точек пересечения графика с прямой при различных значениях :
— При : общих точек нет (0 точек).
— При : прямая совпадает с осью , имеем 2 общие точки (корни уравнения).
— При : прямая пересекает график в 4 точках (две точки на внешних ветвях и две на отражённой части).
— При : прямая проходит через вершину отражённой части, имеем 3 общие точки.
— При : прямая пересекает только внешние ветви параболы, имеем 2 общие точки.
Следовательно, наибольшее число общих точек равно 4.
Ответ: 4
Источник: ФИПИ