Уравнения и системы уравнений с модулем
Найдите все значения a, при каждом из которых система уравнений
{(x−2)(y+2x−4)=∣x−2∣3,y=x+a
имеет ровно четыре различных решения.
Решение
Раскроем модуль:
[∣x−2∣=x−2,если x−2≥0∣x−2∣=2−x,если x−2<0
Из первого уравнения получаем систему:
{(x−2)(y+2x−4)=(x−2)3 x−2≥0{(x−2)(y+2x−4)=(2−x)3 x−2<0
Упростим первое выражение:
(x−2)(y+2x−4)=(x−2)3(x−2)(y+2x−4)−(x−2)3=0(x−2)(y+2x−4−(x−2)2)=0(x−2)(y+2x−4−x2+4x−4)=0(x−2)(y−x2+6x−8)=0
Произведение равно 0, когда хотя бы один из множителей равен 0. Получаем совокупность:
[ x=2y=x2−6x+8 при x≥2
Упростим второе выражение:
(x−2)(y+2x−4)=(2−x)3(x−2)(y+2x−4)−(2−x)3=0(x−2)(y+2x−4)+(−2+x)3=0(x−2)(y+2x−4+(x−2)2)=0(x−2)(y+2x−4+x2−4x+4)=0(x−2)(y+x2−2x)=0
Произведение равно 0, когда хотя бы один из множителей равен 0. Получаем совокупность:
[ x=2y=−x2+2x при x<2
Наша заданная система принимает вид:
[x=2y=−x2+2x при x<2[x=2y=x2−6x+8 при x≥2 y=x+a

Наш график принимает такой вид. Он выделен синим цветом.
Рассмотрим прямую y=x+a. Значение a влияет на сдвиг прямой y=x по оси y. Прямая будет иметь 2 точки пересечения с графиком y=x2−6x+8 до момента касания с графиком . В этой точке она будет иметь три точки пересечения с графиком.
Найдем значение a в этой точке:
Так как графики y=x2−6x+8 и y=x+a пересекаются в одной точке, то мы можем приравнять значения y:
x2−6x+8=x+ax2−6x+8−x−a=0x2−7x+8−a=0
Данное квадратное уравнение должно иметь только один корень, значит дискриминант будет равен 0.
D=b2−4ac=49−4⋅(8−a)=49−32+4a=17+4a4a+17=04a=−17a=−417
При увеличении значения a будет 4 точки пересечения с графиком до момента прохождения прямой y=x+a через точку (2;0). При прохождении через данную точку будет 3 точки пересечения. Найдем значение a:
0=2+aa=−2
При увеличении значения a будет опять 4 точки пересечения до момента касания с графиком y=−x2+2x. При прохождении через данную точку будет 3 точки пересечения. Найдем значение a:
Так как графики y=−x2+2 и y=x+a пересекаются в одной точке, то мы можем приравнять значения y:
−x2+2x=x+a−x2+2x−x−a=0−x2+x−a=0x2−x+a=0
Данное квадратное уравнение должно иметь только один корень, значит дискриминант будет равен 0.
D=b2−4ac=1−4a1−4a=04a=1a=41
При увеличении значения а будет 2 точки пересечения. Получаем ответ.
Ответ: a∈(−417;−2)∪(−2;41).