Условие
Постройте график функции y = x|x| + 2|x| − 4x. Найдите все значения m, при каждом из которых горизонтальная прямая y = m пересекает этот график ровно в трёх точках.
Подсказка
При x < 0 произведение x|x| равно −x², поэтому левая часть графика — парабола ветвями вниз.
Найдите вершину «горба» левой части и вершину «впадины» правой части: между их уровнями прямая пересекает все три монотонных участка.
Показать ответ
(−1; 9)
Пошаговое решение
- Раскрываем модули
При x ≥ 0: x|x| = x², 2|x| = 2x, y = x² + 2x − 4x = x² − 2x. При x < 0: x|x| = −x², 2|x| = −2x, y = −x² − 2x − 4x = −x² − 6x. Обе формулы при x = 0 дают 0, поэтому график непрерывен.
- Строим обе части
Правая часть: y = x² − 2x = (x − 1)² − 1 при x ≥ 0 — ветви вверх, вершина (1; −1), точки (0; 0), (2; 0), (3; 3). Левая часть: y = −x² − 6x = −(x + 3)² + 9 при x < 0 — ветви вниз, вершина (−3; 9), нули x = −6 и x = 0, точки (−1; 5), (−5; 5).
- Описываем ход графика
Слева направо график поднимается от −∞ до вершины (−3; 9), затем непрерывно опускается через (0; 0) до вершины (1; −1) и после неё возрастает до +∞. Получаются «горб» высотой 9 и «впадина» глубиной −1.
- Считаем точки для разных m
m > 9: одна точка на правой возрастающей ветви. m = 9: две — вершина (−3; 9) и точка правой ветви. −1 < m < 9: прямая пересекает возрастающий участок левее x = −3, убывающий участок от (−3; 9) до (1; −1) и правую ветвь — три точки. m = −1: две. m < −1: одна (на левой ветви).
- Записываем ответ и проверяем
Ровно три точки — при −1 < m < 9; концы не входят, там прямая проходит через вершину и точек две. Проверка m = 0: x = −6, x = 0 и x = 2 — три точки. Типичная ошибка — выколоть m = 0, решив, что точка (0; 0) «считается дважды», или включить в ответ концы −1 и 9.
Ответ: (−1; 9)
Критерии оценивания (2 балла)
- 2
- График построен верно: y = x² − 2x при x ≥ 0 (вершина (1; −1)) и y = −x² − 6x при x < 0 (вершина (−3; 9)); обоснованно получен промежуток −1 < m < 9 без концов.
- 1
- График построен верно, но промежуток значений m найден неверно или не полностью (например, включены концы −1 и 9 или ошибочно выколото m = 0).
- 0
- Не выполнены условия начисления баллов по этой учебной рубрике.