Застряли на этом? Решите с помощью ИИ
Algebra · real student question

В системе y = 2x² − 21x + 64 и y = 3x + a, где a — постоянная, графики пересекаются ровно в одной точке (x, y). Чему равно значение x?

Question

В системе уравнений

y=2x2−21x+64y=2x^2-21x+64

y=3x+ay=3x+a

величина aa — постоянная. Графики этих двух уравнений пересекаются ровно в одной точке (x,y)(x,y) на плоскости xyxy. Чему равно значение xx?

Step-by-step solution

  1. Превратим условие пересечения в одно уравнение. Точка лежит на обоих графиках тогда, когда оба выражения для yy совпадают, поэтому приравняем их:

    2x2−21x+64=3x+a2x^2-21x+64=3x+a

    Каждой точке пересечения отвечает решение этого уравнения, и наоборот.

  2. Перенесём всё в одну сторону. После приведения подобных получаем квадратное уравнение в стандартном виде:

    2x2−21x−3x+64−a=02x^2-21x-3x+64-a=0

    2x2−24x+(64−a)=02x^2-24x+(64-a)=0

    Неизвестная постоянная aa входит только в свободный член — именно это наблюдение и делает решение коротким.

  3. Переведём «ровно одна точка пересечения» в «ровно один корень». Квадратное уравнение имеет ровно одно действительное решение в точности тогда, когда его дискриминант обращается в нуль:

    Δ=b2−4ac=(−24)2−4(2)(64−a)=0\Delta=b^2-4ac=(-24)^2-4(2)(64-a)=0

    Геометрически это означает, что прямая касается параболы, а не пересекает её дважды и не проходит мимо.

  4. Воспользуемся тем, что двойной корень лежит в вершине параболы. При Δ=0\Delta=0 оба корня совпадают со своим средним значением x=−b2ax=-\dfrac{b}{2a}. Здесь b=−24b=-24, а старший коэффициент равен 22, поэтому

    x=242⋅2=6x=\frac{24}{2\cdot 2}=6

    Заметим, что aa вообще не участвовало в вычислении: оно лишь сдвигает свободный член и не двигает ось симметрии. Поэтому в задаче и можно спрашивать xx, не сообщая значение aa.

  5. Найдём aa, если хочется увидеть касание явно. Решаем Δ=0\Delta=0:

    576−8(64−a)=0  ⟹  576−512+8a=0  ⟹  a=−8576-8(64-a)=0\;\Longrightarrow\;576-512+8a=0\;\Longrightarrow\;a=-8

    Квадратное уравнение принимает вид 2x2−24x+72=2(x−6)2=02x^2-24x+72=2(x-6)^2=0, что подтверждает кратный корень x=6x=6.

  6. Проверим единственную точку пересечения. При x=6x=6 парабола даёт 2(36)−21(6)+64=72−126+64=102(36)-21(6)+64=72-126+64=10, а прямая — 3(6)−8=103(6)-8=10. Обе линии проходят через точку (6,10)(6,10) и, поскольку дискриминант равен нулю, больше нигде не встречаются:

    x=6\boxed{x=6}

Answer

x=6x = 6

Need to solve a different problem like this? Open the solver →