РУҚА
19

Решение: Система с параметром и окружностью

ЕГЭ · Математика, профиль · Задание 19 · Уравнения с параметрами
ВысокаяФИПИD5CA79Развёрнутое решение≈ 15 минутРазбор в 8 шагов
Условие

Найдите все значения $a$, при каждом из которых система уравнений
$$
\begin{cases}
(x+ay-5)(x+ay-5a)=0,\\
x^2+y^2=16
\end{cases}
$$
имеет ровно четыре различных решения.

Открыть задачу и решить самому
Дальше ответЕсли ещё решаете — начните с подсказок: они ведут к ответу, но не выдают его.
К подсказкам

Решение по шагам

8 шагов
1

Первое уравнение системы равносильно совокупности двух уравнений прямых:

$$x+ay=5 \quad\text{или}\quad x+ay=5a$$
2

Второе уравнение задаёт окружность с центром в начале координат и радиусом $4$. При $a\ne1$ прямые различны и параллельны. Чтобы система имела ровно четыре различных решения, каждая из двух прямых должна пересекать окружность в двух точках.

3

Для прямой $x+ay=5$ расстояние до начала координат должно быть меньше радиуса окружности:

$$\frac{5}{\sqrt{1+a^2}}<4$$
4

После возведения в квадрат получаем:

$$25<16(1+a^2)\quad\Longleftrightarrow\quad a^2>\frac{9}{16}\quad\Longleftrightarrow\quad |a|>\frac34$$
5

Для прямой $x+ay=5a$ аналогично:

$$\frac{5|a|}{\sqrt{1+a^2}}<4$$
6

После возведения в квадрат:

$$25a^2<16(1+a^2)\quad\Longleftrightarrow\quad 9a^2<16\quad\Longleftrightarrow\quad |a|<\frac43$$
7

Объединяя условия, получаем $\frac34<|a|<\frac43$. Значение $a=1$ необходимо исключить, так как при нём две прямые совпадают и система имеет не более двух различных решений.

При $a=\pm\frac34$ или $a=\pm\frac43$ одна из прямых касается окружности, поэтому решений будет не четыре, а меньше.

Ответ

a\in\left(-\frac43,-\frac34\right)\cup\left(\frac34,1\right)\cup\left(1,\frac43\right)

Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Включают концы промежутков, хотя в этих случаях прямая касается окружности.

Не исключают значение $a=1$, при котором две прямые совпадают.

Проверяют только одну из двух прямых.

Считают касание двумя различными точками.

Закрепить приёмВ теме «Уравнения с параметрами» ещё 61 задача — с ответом и таким же разбором.
Тренироваться

Как решать задание 19 ЕГЭ, математика, профиль

Разбор этой задачи разложен на 8 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Ответ приведён рядом с выкладками, а не вместо них.

Задача из темы «Уравнения с параметрами»: в ней 62 задачи, и у каждой есть такой же разбор. Регистрация не нужна.