Чтобы построить график функции ( y = (x^2 - 9)(x + 2) - x - 2 ), сначала упростим её. Мы начнем с раскрытия скобок и упрощения:
Раскроем скобки:
[
(x^2 - 9)(x + 2) = x^3 + 2x^2 - 9x - 18
]
Теперь подставим это в функцию:
[
y = x^3 + 2x^2 - 9x - 18 - x - 2 = x^3 + 2x^2 - 10x - 20
]
Теперь у нас есть функция:
[
y = x^3 + 2x^2 - 10x - 20
]
Чтобы найти значение ( k ), при котором прямая ( y = kx ) имеет с графиком функции ровно одну общую точку, мы должны решить уравнение:
[
kx = x^3 + 2x^2 - 10x - 20
]
Переносим все в одну сторону:
[
x^3 + 2x^2 - (10 + k)x - 20 = 0
]
Это кубическое уравнение. Для того чтобы прямая имела ровно одну общую точку с графиком функции, этот полином должен иметь ровно один корень. Это происходит, если дискриминант производной полинома равен нулю.
Найдём производную:
[
f(x) = x^3 + 2x^2 - (10 + k)x - 20
]
[
f'(x) = 3x^2 + 4x - (10 + k)
]
Чтобы у этого квадратного уравнения был ровно один корень, его дискриминант должен быть равен нулю:
[
D = b^2 - 4ac = 4^2 - 4 \cdot 3 \cdot -(10 + k) = 16 + 12(10 + k) = 16 + 120 + 12k = 136 + 12k
]
Поставим дискриминант равным нулю:
[
136 + 12k = 0
]
[
12k = -136
]
[
k = -\frac{136}{12} = -\frac{34}{3}
]
Таким образом, прямая ( y = kx ) будет иметь с графиком функции ровно одну общую точку при ( k = -\frac{34}{3} ).