Условие
Постройте график функции y = ((x² + 2)(x − 2))/(2 − x). Найдите все значения k, при которых прямая y = kx имеет с этим графиком ровно одну общую точку.
Подсказка
Заметьте, что x − 2 и 2 − x отличаются только знаком.
Одна общая точка бывает не только при касании: проверьте прямую через выколотую точку.
Показать ответ
−3; −2√2; 2√2
Пошаговое решение
- Упрощаем формулу
Функция определена при x ≠ 2. Так как 2 − x = −(x − 2), при x ≠ 2 дробь (x − 2)/(2 − x) = −1 и y = −(x² + 2) = −x² − 2. График — парабола с вершиной (0; −2), ветви вниз, с выколотой точкой при x = 2: y = −4 − 2 = −6, точка (2; −6). Опорные точки: (±1; −3), (−2; −6).
- Составляем уравнение для общих точек
Прямая y = kx проходит через начало координат. Общие точки: −x² − 2 = kx, x ≠ 2, то есть x² + kx + 2 = 0 при x ≠ 2. Его дискриминант D = k² − 8.
- Случай касания
Одна точка получается, если D = 0: k² = 8, k = −2√2 или k = 2√2. Корень x = −k/2 равен √2 или −√2, он не совпадает с выколотой абсциссой 2, поэтому обе прямые касаются графика и дают ровно одну точку.
- Случай прямой через выколотую точку
Если D > 0, корней два, и одна общая точка останется, только если один из корней равен 2: 4 + 2k + 2 = 0, k = −3. Тогда D = 9 − 8 = 1 > 0, по теореме Виета второй корень равен 2 : 2 = 1, точка (1; −3) лежит на графике — общая точка ровно одна. При D < 0 точек нет, при остальных k с D > 0 их две.
- Записываем результат и проверяем
Подходят k = −3, k = −2√2, k = 2√2; в порядке возрастания −3 < −2√2, так как 2√2 = √8 < 3. Типичная ошибка — найти только касательные из условия D = 0 и потерять прямую y = −3x, проходящую через выколотую точку (2; −6).
Ответ: −3; −2√2; 2√2
Критерии оценивания (2 балла)
- 2
- График построен верно (с выколотыми точками), обоснованно найдены все искомые значения: −3; −2√2; 2√2. Рассмотрены оба случая: D = 0 (касание) и прохождение прямой через выколотую точку (2; −6).
- 1
- График построен верно, выколотые точки отмечены, но искомые значения параметра найдены неверно или не все: например, найдены только касательные k = ±2√2 и потеряна прямая y = −3x через выколотую точку (2; −6).
- 0
- Не выполнены условия начисления баллов по этой учебной рубрике.