Построй график функции y = − x ∣ x ∣ − 5 ∣ x ∣ − 4 x y=−x∣x∣−5∣x∣−4x. Определи, при каких значениях m m прямая y = m y=m имеет с графиком ровно две общие точки. Если значений m m несколько, в ответе запиши их в порядке возрастания без пробелов, запятых и других дополнительных символов.
Ответ нейросети
13 мая 2025 08:19
Рассмотрим задачу по шагам.
Задача: Построить график функции:
[ y = -x|x| - 5|x| - 4x ]
и определить, для каких значений параметра ( m ) прямая ( y = m ) имеет с графиком ровно две общие точки.
Шаг 1: Анализ функции
Обратим внимание, что в функции присутствуют выражения с абсолютными значениями: ( |x| ). Рассмотрим характеристику функции на двух промежутках:
- Для ( x \ge 0 ): ( |x| = x )
- Для ( x < 0 ): ( |x| = -x )
Шаг 2: Выразить функцию для ( x \ge 0 )
Если ( x \ge 0 ):
[ |x| = x ]
тогда:
[ y = -x \cdot x - 5 \cdot x - 4x = -x^2 - 5x - 4x = -x^2 - 9x ]
Итак, для ( x \ge 0 ):
[ \boxed{ y = -x^2 - 9x } ]
Шаг 3: Выразить функцию для ( x < 0 )
Если ( x < 0 ):
[ |x| = -x ]
тогда:
[ y = -x \cdot (-x) - 5 \cdot (-x) - 4x = x^2 + 5x - 4x = x^2 + x ]
Итак, для ( x < 0 ):
[ \boxed{ y = x^2 + x } ]
Шаг 4: Образ графика
Таким образом, функция состоит из двух частей:
[ \begin{cases} y = -x^2 - 9x, & x \ge 0 \ y = x^2 + x, & x < 0 \end{cases} ]
Шаг 5: Построение графика
Это параболы:
- Для ( x \ge 0 ), ветви с вершиной в точке по формуле ( y = -x^2 - 9x ) (убывающая вниз).
- Для ( x < 0 ), ветви с вершиной в точке по формуле ( y = x^2 + x ) (восходящая вверх).
Проверим точки пересечения двух графиков, чтобы понять, как они соединяются:
- В точке ( x=0 ):
[ y = -0^2 - 9 \cdot 0 = 0 ]
- Подставляем ( x=0 ) в другую часть (для ( x<0 ), граница):
[ y = 0^2 + 0 = 0 ]
Значит, функция непрерывна в точке ( x=0 ), обе части дают ( y=0 ).
Шаг 6: Размеры функции и прямой ( y=m )
Нас интересует, при каких значениях ( m ) прямая ( y=m ) касается графика ровно в 2 точках.
График состоит из двух парабол — одна восходящая слева, другая убывающая справа, и они соединены в точке ( (0,0) ).
Шаг 7: Решение для точек пересечения ( y=m )
Для фиксированного ( m ):
- На области ( x<0 ):
[ x^2 + x = m ]
или:
[ x^2 + x - m = 0 ]
- На области ( x\ge 0 ):
[ -x^2 - 9x = m ]
или:
[ x^2 + 9x + m = 0 ]
Шаг 8: Картина решения
Каждое уравнение — квадратичное, может иметь 0, 1 или 2 решений.
Нам нужны ровно 2 точки пересечения графика с прямой ( y=m ). Поскольку график состоит из 2 ветвей, чтобы было ровно 2 точки пересечения, необходимо, чтобы:
- одна из ветвей имела ровно один корень (касание),
- а другая — имела либо два решения, либо тоже касание.
или
- Каждая ветвь имела по одному решению (по касанию), но в данном случае, при равенстве, касания произойдет в двух точках (их и так равно 2).
Шаг 9: Анализ каждого уравнения
Для ( x<0 ):
[ x^2 + x - m = 0 ]
- Количество решений зависит от дискриминанта:
[ \Delta_1 = 1^2 - 4 \times 1 \times (-m) = 1 + 4m ]
- Решения:
[ x = \frac{-1 \pm \sqrt{1+4m}}{2} ]
- Чтобы ветвь пересекалась с ( y=m ), решения должны быть реальными, т.е.:
[ 1 + 4m \ge 0 \Rightarrow m \ge -\frac{1}{4} ]
Также, корни должны быть в области ( x<0 ):
- ( x = \frac{-1 - \sqrt{1+4m}}{2} ). Для этого корня ( x<0 ), верно при:
[ \frac{-1 - \sqrt{1+4m}}{2} < 0 \Rightarrow -1 - \sqrt{1+4m} < 0 \Rightarrow \sqrt{1+4m} > -1 ]
Этот неравенство всегда верно, так как дискриминант неотрицателен и (\sqrt{1+4m} \ge 0). Значит, первый корень всегда отрицателен или ноль.
- Второй корень:
[ x = \frac{-1 + \sqrt{1+4m}}{2} ] он будет иметь знак:
Он отрицателен, если (\sqrt{1+4m} < 1 \Rightarrow 1+4m < 1 \Rightarrow 4m < 0 \Rightarrow m < 0)
Он положителен при (m \ge 0)
Для ( x \ge 0 ):
[ -x^2 - 9x = m ]
или
[ x^2 + 9x + m=0 ]
- Дискриминант:
[ D_2 = 81 - 4m ]
- Решения:
[ x = \frac{-9 \pm \sqrt{81 - 4m}}{2} ]
- Для реальных решений необходимо:
[ 81 - 4m \ge 0 \Rightarrow m \le \frac{81}{4} = 20.25 ]
Анализ знаков:
(\frac{-9 - \sqrt{81 - 4m}}{2}):
Он всегда отрицателен или ноль?
Да, так как (-9 - \sqrt{81 - 4m}) отрицательно или равно нулю, и деление на 2 сохраняет знак.(\frac{-9 + \sqrt{81 - 4m}}{2}):
Может быть положительным или нулем, если (\sqrt{81 - 4m} > 9), или равен нулю.
Итог:
Для ( m < 0 ), оба уравнения дают по одному корню — по одному на каждую ветвь, что даёт ровно 2 точки пересечения с линией ( y=m ).
Для ( m=0 ):
( x^2 + x = 0 \Rightarrow x(x+1)=0 \Rightarrow x=0, -1 ).
В точке ( x=0 ), пересечение в ( (0,0) ), также и в ( x=-1 ).Для ( -x^2 - 9x=0 \Rightarrow x(-x-9)=0 \Rightarrow x=0, -9 ).
В точке ( x=0 ), совпадение с другой ветвью, итого 1 точка — не подходит под ровно 2 точка.
Для больших ( m > 0 ), у вас наличие 2 решений у одной ветви и 0 у другой — всего может быть 2 или 4 пересечения.
Для ( m=0 ), есть ровно 2 точки, что устраивает.
Ответ:
- Для всех ( m<0 ), график и прямая ( y=m ) имеют ровно 2 пересечения.
- При ( m=0 ), тоже 2 пересечения.
- При ( m>0 ), можно иметь 2 или 4 пересечения, зависит от условий дискриминантов, обычно — если одна ветвь даёт два решения и другая — одно или ни одного, то сумма будет более двух или двух, а чтобы было ровно 2, нужно исключить случаи с 4.
Итог — при ( m \le 0 ), состояние ровно 2 точки, иначе — больше.
Итоговый ответ:
m=м<0 или m=0 — это подходящие значения.
Запишем в порядке возрастания:
-1/4 0
Объяснение: при ( m = -\frac{1}{4} ), дискриминант для уравнения в отрицательной части становится равен нулю, и есть ровно один корень, но нужно уточнить, что граница учитывается по условию — можно, так как в этом случае один корень у уравнения.
Но более правильно — для ровно двух точек — это ( m<0 ) и ( m=0 ).
Итоговый ответ:
[ \boxed{-\frac{1}{4}0} ]
Если нужно точное число, вывод — для ( m \le 0 ):
Ответ:
-1/4 0
Если нужен более точный момент — уточняйте!
Понравился ответ?
Задай свой вопрос
Напиши любую задачу или вопрос, а нейросеть её решит



