Найдите все значения параметра a, при каждом из которых система уравнений
{∣x∣+∣y∣=a,y=x+4
имеет два решения.
Решение:
Рассмотрим первое уравнение системы. Заметим, что параметр a неотрицателен, так как иначе сумма модулей была бы отрицательным числом, чего быть не может. При a=0 получаем x=y=0, что противоречит второму уравнению системы. При a>0 уравнение ∣x∣+∣y∣=a задаёт на координатной плоскости квадрат с вершинами на координатных осях и диагоналями, равными 2a. График второго уравнения получается из графика функции y=x, сдвигом на четыре единицы влево вдоль оси абсцисс.
Из построенного рисунка видно, что при a=2 система имеет ровно одно решение, а при a=4 — три решения. Найдём, при каком значении параметра график корня касается стороны квадрата. Для этого определим, при каких a уравнение ∣x∣+x+4=a имеет единственное решение. Имеем:
∣x∣+x+4=a⟺{x≥0,x+4=a−x,{x<0,x+4=a+x.
Уравнение x2−x(2a+1)+a2−4=0 имеет единственное решение в том случае, если дискриминант равен нулю. Решим уравнение D=0:
(2a+1)2−4(a2−4)=0⟺4a+17=0⟺a=−4,25.
Уравнение x2+x(2a−1)+a2−4=0 имеет единственное решение в том случае, если дискриминант равен нулю. Решим уравнение D=0:
(2a−1)2−4(a2−4)=0⟺4a+17=0⟺a=4,25.
Учитывая, что a>0, получаем, что графики уравнений ∣x∣+∣y∣=a и y=x+4 касаются при a=4,25. При найденном значении абсциссой точки касания является x=22a−1=3,75, эта точка действительно лежит на стороне квадрата. Следовательно, система уравнений имеет два решения при 2<a<4 и a=4,25.