ОГЭ · Математика · 9 классЗадание 22 · ФИПИ 6B948F157 из 157

Парабола и модуль: три общие точки

Постройте график функции

$y = x^{2} + 11 x - 4 | x + 6 | + 30$ .

Определите, при каких значениях $m$ прямая $y = m$ имеет с графиком ровно три общие точки.

Длинные формулы можно прокрутить вбок.

ВТОРАЯ ЧАСТЬ · ДО 2 БАЛЛОВ

Сначала решите на бумаге

Запишите номер 22, построение графика, ход решения и ответ, как на бланке №2. Затем сравните запись с образцом и проверьте обоснования.

Условие: открытый банк ФИПИ, задание 6B948F.

РЕШЕНИЕ И ЗАПИСЬ НА БЛАНКЕ

Решаем и оформляем задание №22

Образец для экзамена и подробные пояснения

Образец решения на бланке №2

Построение графика, обоснование и полный ответ.

№22.

Получаем:

y=\begin{cases}x^{2} + 15 x + 54,&x<-6.\\x^{2} + 7 x + 6,&x\geq-6.\end{cases}

Для $y=x^{2} + 15 x + 54$ :

y=(x + \frac{15}{2})^{2} - \frac{9}{4}

Вершина полной параболы $(- \frac{15}{2};- \frac{9}{4})$ входит в нужную часть.

Для $y=x^{2} + 7 x + 6$ :

y=(x + \frac{7}{2})^{2} - \frac{25}{4}

Вершина полной параболы $(- \frac{7}{2};- \frac{25}{4})$ входит в нужную часть.

$A(- \frac{15}{2};- \frac{9}{4})$ — закрашенная; $B(-6;0)$ — закрашенная; $C(- \frac{7}{2};- \frac{25}{4})$ — закрашенная.

$График функции из задания ФИПИ 6B948F. Обозначения и координаты точек приведены рядом.$

Пунктиром показаны прямые $y=0$ , $y=- \frac{9}{4}$ . Это примеры положений прямой; полный ответ записан ниже.

По графику считаем число пересечений $N$ с прямой $y=m$ :

m\in(-\infty;- \frac{25}{4})\quad\Longrightarrow\quad N=0

m\in\{- \frac{25}{4}\}\quad\Longrightarrow\quad N=1

m\in(- \frac{25}{4};- \frac{9}{4})\cup(0;\infty)\quad\Longrightarrow\quad N=2

m\in\{- \frac{9}{4};\;0\}\quad\Longrightarrow\quad N=3

m\in(- \frac{9}{4};0)\quad\Longrightarrow\quad N=4

Ответ: $m\in\{- \frac{9}{4};\;0\}$ .

На экзамене запишите номер задания, постройте график, обоснуйте ответ. Переписывать условие не требуется. Допустим другой математически верный способ решения.

Подробный разбор: откуда берётся каждый шаг

Что нужно найти

Построить график и найти все значения $m$ , при которых получается нужное число общих точек.

Идея решения

Раскроем модуль слева и справа от его нуля. Получатся две части парабол. Отметим обе вершины и точку соединения: на этих уровнях может меняться число пересечений.

Что строим: $y=x^{2} + 11 x - 4 |{x + 6}| + 30$
Семейство прямых: $y=m$
Ограничения: Все действительные x; для каждой части соблюдаем её промежуток.

Читаем условия построения

Функция определена при всех действительных x. Если формул несколько, каждая действует только на своём промежутке.

Преобразуем формулу и раскрываем модуль

Для построения удобно выделить обычные прямые, параболы и гиперболы. Преобразования должны сохранять исходную область определения.

y

=x^{2}

+ 11 x

- 4 (- x - 6)

+ 30

=x^{2}

+ 15 x

+ 54

При $x<-6$ подставляем соответствующее выражение вместо модуля и раскрываем скобки.

y

=x^{2}

+ 11 x

- 4 (x + 6)

+ 30

=x^{2}

+ 7 x

+ 6

При $x\geq-6$ подставляем соответствующее выражение вместо модуля и раскрываем скобки.

y=\begin{cases}x^{2} + 15 x + 54,&x<-6.\\x^{2} + 7 x + 6,&x\geq-6.\end{cases}

Каждую часть строим только на указанном промежутке; исходные ограничения сохраняются.

Строим часть параболы $y=x^{2} + 15 x + 54$

Коэффициент при x² равен $1$ , поэтому ветви направлены вверх. Оставляем точки, для которых $x\in(-\infty;-6)$ .

x_0

=-\frac{15}{2\cdot1}

=- \frac{15}{2}

Абсцисса вершины: x₀ = −b/(2a).

y_0

=1

\cdot(- \frac{15}{2})^2

+15

\cdot(- \frac{15}{2})

+54

=- \frac{9}{4}

Подставляем x₀ в формулу, чтобы получить ординату вершины.

y

=(x + \frac{15}{2})^{2}

- \frac{9}{4}

Вид с выделенным квадратом показывает вершину и направление ветвей.

\begin{array}{c|ccc}x&-8&- \frac{15}{2}&-7\\\hline y&-2&- \frac{9}{4}&-2\end{array}

Дополнительные точки для точного построения.

Строим часть параболы $y=x^{2} + 7 x + 6$

Коэффициент при x² равен $1$ , поэтому ветви направлены вверх. Оставляем точки, для которых $x\in[-6;\infty)$ .

x_0

=-\frac{7}{2\cdot1}

=- \frac{7}{2}

Абсцисса вершины: x₀ = −b/(2a).

y_0

=1

\cdot(- \frac{7}{2})^2

+7

\cdot(- \frac{7}{2})

+6

=- \frac{25}{4}

Подставляем x₀ в формулу, чтобы получить ординату вершины.

y

=(x + \frac{7}{2})^{2}

- \frac{25}{4}

Вид с выделенным квадратом показывает вершину и направление ветвей.

\begin{array}{c|ccc}x&-4&- \frac{7}{2}&-3\\\hline y&-6&- \frac{25}{4}&-6\end{array}

Дополнительные точки для точного построения.

Отмечаем границы и собираем график

Пустой кружок означает, что точка не входит в график. Закрашенный кружок означает, что она входит. $A(- \dfrac{15}{2};- \dfrac{9}{4})$ — закрашенная; $B(-6;0)$ — закрашенная; $C(- \dfrac{7}{2};- \dfrac{25}{4})$ — закрашенная.

Пунктиром показаны прямые $y=0$ , $y=- \dfrac{9}{4}$ . Это примеры положений прямой; полный ответ записан ниже.

График функции из задания ФИПИ 6B948F с опорными точками, включёнными и исключёнными границами; (A(- frac{15}{2};- frac{9}{4})) — закрашенная; (B(-6;0)) — закрашенная; (C(- frac{7}{2};- frac{25}{4})) — закрашенная. — Координаты опорных точек вычислены по условию. Пустой кружок исключает точку из графика. Масштаб читается отдельно по каждой оси.

Считаем общие точки и проверяем границы

Обозначим через $N$ число общих точек. Передвигаем горизонтальную прямую $y=m$ и считаем пересечения со всеми частями графика. На граничных уровнях учитываем закрашенные точки и не учитываем выколотые.

m\in(-\infty;- \frac{25}{4})\quad\Longrightarrow\quad N

=0