Для решения задачи необходимо построить график функции, который состоит из двух частей, а затем определить, при каких значениях \( m \) прямая \( y = m \) будет пересекаться с графиком функции в ровно двух точках.
Запишем функции:
- Для \( x \geq -2 \): \( y = 2x^2 + 6x + 3 \)
- Для \( x < -2 \): \( y = x + 2 \)
Построим график:
Для \( x \geq -2 \): Это парабола, открывающаяся вверх, потому что коэффициент при \( x^2 \) положителен.
- Находим вершину параболы с помощью формулы \( x_v = -\frac{b}{2a} \), где \( a = 2 \) и \( b = 6 \): \[ x_v = -\frac{6}{2 \cdot 2} = -\frac{6}{4} = -\frac{3}{2} \]
- Вычислим \( y \) в этой точке: \[ y_v = 2\left(-\frac{3}{2}\right)^2 + 6\left(-\frac{3}{2}\right) + 3 = 2 \cdot \frac{9}{4} - 9 + 3 = \frac{9}{2} - 9 + 3 = \frac{9}{2} - \frac{18}{2} + \frac{6}{2} = -\frac{3}{2} \] Вершина существует в точке \( \left(-\frac{3}{2}, -\frac{3}{2}\right) \).
Для \( x < -2 \): Это линейная функция с угловым коэффициентом 1 и отображает прямую, проходящую через точку \( (-2, 0) \) (так как \( y = x + 2 \)). В данной области прямая имеет вид: \[ y = x + 2 \]
Найдем границы интервалов:
- Пересечение: Теперь определим, есть ли пересечения между двумя заданными выражениями в точке, где они встречаются: \( x = -2 \).
- Для функции \( y = 2x^2 + 6x + 3 \): \[ y = 2(-2)^2 + 6(-2) + 3 = 8 - 12 + 3 = -1 \]
- Для функции \( y = x + 2 \): \[ y = -2 + 2 = 0 \]
Итак, в точке \( x = -2 \) значения функций различны: \( y = -1 \) и \( y = 0 \). График будет непрерывным.
Условия для \( y = m \):
- Рассмотрим пересечение прямой \( y = m \):
Для линейной части \( x+2 \):
- \( m = x + 2 \Rightarrow x = m - 2 \)
Для параболы \( 2x^2 + 6x + 3 = m \):
- \( 2x^2 + 6x + (3 - m) = 0 \)
- Используем дискриминант \( D \): \[ D = b^2 - 4ac = 6^2 - 4 \cdot 2 \cdot (3 - m) = 36 - 8(3 - m) = 36 - 24 + 8m = 12 + 8m \]
- Рассмотрим пересечение прямой \( y = m \):
Решение для двух точек пересечения:
- Условия для ровно двух пересечений: \[ D = 0 \Rightarrow 12 + 8m = 0 \Rightarrow 8m = -12 \Rightarrow m = -\frac{3}{2} \]
Проверка на пересечении:
- Для \( m = -\frac{3}{2} \):
- Линейная часть: \( y = -\frac{3}{2} \) пересекает однажды на \( x = -\frac{3}{2} - 2 = -\frac{7}{2} \)
- Параболическая часть: равенство \( 2x^2 + 6x + 3 = -\frac{3}{2} \) решается и дает двумя различными полученными \( x \).
- Для \( m = -\frac{3}{2} \):
Таким образом, итоговое решение задачи: \[ -\frac{3}{2}( -\infty ; -2) \]