Постройте график функции у = (22 + 7x + 12) (х2 - 1) и определите, (2 + 3)(7 + 1) при каких значениях с прямая у = с имеет с графиком ровно одну общую точку.
Ответ нейросети
02 мая 2025 18:40
Давайте по шагам разберем вашу задачу.
Шаг 1. Упростим функцию у = (22 + 7x + 12) (x^2 - 1)
внутри скобок оба выражения можно упростить:
- 22 + 12 = 34
- Итак, у = (34 + 7x) (x^2 - 1)
Раскроем скобки методом умножения:
[ y = (34 + 7x)(x^2 - 1) ]
используем распределительное свойство:
[ y = 34(x^2 - 1) + 7x(x^2 - 1) ]
Раскроем каждое слагаемое:
[ y = 34x^2 - 34 + 7x^3 - 7x ]
Объединим все члены:
[ y = 7x^3 + 34x^2 - 7x - 34 ]
Это — кубическая функция.
Шаг 2. Что нужно найти?
Кажется, есть часть задачи:
- Определить, при каких значениях ( c ) прямая ( y = c ) имеет с графиком функции ровно одну общую точку.
То есть, нужно:
[
y = c \Rightarrow 7x^3 + 34x^2 - 7x - 34 = c
]
или, по-другому:
[ 7x^3 + 34x^2 - 7x - (34 + c) = 0 ]
Для каких значений ( c ) у этого уравнения есть ровно один корень?
Это — вопрос о характеристиках кубического уравнения.
Шаг 3. Анализ уравнения
Обозначим:
[ f(x) = 7x^3 + 34x^2 - 7x - (34 + c) ]
Рассмотрим функцию:
[ F(x) = 7x^3 + 34x^2 - 7x ]
Тогда уравнение:
[ F(x) = 34 + c ]
Чтобы уравнение имело ровно один корень, оно должно иметь касание, то есть, точку, где график функции каснется прямой — касательная и график пересекаются в одной точке, причем — касание.
Для этого необходимо, чтобы у уравнения было:
- один общий корень (кратности 1 или 3), или
- чтобы левый и правый части уравнения касались — то есть имеем точку касания.
Это происходит, когда:
[ f(x) = c ] и при этом:
[ f'(x) = 0 ]
потому что касательная — это точка экстремума.
Шаг 4. Найдем критические точки у функции ( y = f(x) )
Работаем с:
[ f(x) = 7x^3 + 34x^2 - 7x ]
Найдем производную:
[ f'(x) = 21x^2 + 68x - 7 ]
Для поиска точек экстремума решим:
[ 21x^2 + 68x - 7 = 0 ]
Используем формулу:
[ x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} ]
где ( a = 21 ), ( b = 68 ), ( c = -7 ):
[ x = \frac{-68 \pm \sqrt{68^2 - 4 \times 21 \times (-7)}}{2 \times 21} ]
Расчеты:
[ 68^2 = 4624 ] [ 4 \times 21 \times (-7) = -588 ]
Следовательно,
[ x = \frac{-68 \pm \sqrt{4624 + 588}}{42} = \frac{-68 \pm \sqrt{5212}}{42} ]
Далее, определим (\sqrt{5212}).
Приблизительно:
[ \sqrt{5212} \approx 72.23 ]
Значит:
[ x_1 = \frac{-68 + 72.23}{42} \approx \frac{4.23}{42} \approx 0.1007 ] [ x_2 = \frac{-68 - 72.23}{42} \approx \frac{-140.23}{42} \approx -3.342 ]
Это — точки экстремума функции ( f(x) ).
Шаг 5. Определим значения функции ( f(x) ) в этих точках
Подставим ( x_1 ) и ( x_2 ) в ( f(x) ):
- Для ( x_1 \approx 0.1007 ):
[ f(0.1007) \approx 7(0.1007)^3 + 34(0.1007)^2 - 7(0.1007) ]
Рассчитаем подробнее:
[ (0.1007)^3 \approx 0.00102 ] [ (0.1007)^2 \approx 0.01014 ]
Подставляем:
[ f(0.1007) \approx 7 \times 0.00102 + 34 \times 0.01014 - 7 \times 0.1007 ] [ \approx 0.00714 + 0.344 + (-0.7049) \approx -0.3538 ]
- Для ( x_2 \approx -3.342 ):
[ (-3.342)^3 \approx -37.36 ] [ (-3.342)^2 \approx 11.17 ]
Подставляем:
[ f(-3.342) \approx 7 \times (-37.36) + 34 \times 11.17 - 7 \times (-3.342) ] [ \approx -261.52 + 379.78 + 23.39 \approx 141.65 ]
Шаг 6. Определяем значения ( c )
Поскольку касание происходит в точках экстремума (местах, где ( f'(x)=0 )):
[ c = f(x) = \text{значение функции в экстремумах} ]
Положим:
- для экстремума ( x_1 \approx 0.1007 ):
[ c_1 \approx -0.3538 ]
- для экстремума ( x_2 \approx -3.342 ):
[ c_2 \approx 141.65 ]
Значения (c), при которых прямая ( y=c ) касается графика функции ровно в одной точке, равны ( c_1 ) и ( c_2 ).
Ответ:
Прямая ( y=c ) имеет ровно одну общую точку с графиком функции, если и только если:
[ c = -0.354 \quad \text{или} \quad c \approx 141.65 ]
(округление сделано для упрощения)
Если возникнут дополнительные вопросы или требуется более подробное объяснение — обращайтесь!
Понравился ответ?
Задай свой вопрос
Напиши любую задачу или вопрос, а нейросеть её решит



