Постройте график функции


Определите, при каких значениях  прямая имеет с графиком ровно две общие точки.

Показать решение

Заданная функция состоит из трёх кусков, и на каждом из них она линейна. Разберём их по отдельности.


1-й участок: при .


Это возрастающая прямая. Найдём несколько точек для построения:


x 0 2
y −1 4



Точка  на этом участке не включается, так как .


2-й участок: при .


Это убывающий отрезок. Вычислим координаты концов:


x 2 3
y 4 0,5


В точке график непрерывен: оба куска дают .


3-й участок: при .


Это снова возрастающая прямая. Возьмём две точки:


x 3 4
y 2 3


При  получаем , но эта точка не входит в график, потому что . Значит, — выколотая точка.

x y 0 1 2 3 4 -1 0,5 1 2 3 4

Важные особенности графика:


— точка стыка, график здесь не разрывается;

— закрашенная точка, принадлежит второму участку;

— выколотая точка, относится к третьему участку;

— при график «перепрыгивает» с уровня на уровень .



Найдём значения , при которых прямая пересекает график ровно в двух точках.

Рассмотрим характерные положения горизонтальной прямой.


Случай 1. Прямая проходит через :

Есть пересечение с первым участком и одна общая точка на втором участке. Итого: 2 точки.


Случай 2. Прямая проходит через выколотую точку :

Выколотая точка не считается пересечением, но прямая всё равно пересекает первый и второй участки по одному разу. Итого: 2 точки.


Промежуток между случаями 1 и 2. Если , то:

— с первым участком пересечение есть всегда;

— со вторым участком пересечение тоже есть;

— с третьим участком пересечения нет, так как третий кусок начинается выше уровня .

Значит, на всём промежутке получаем ровно 2 точки.


Случай 3. Прямая проходит через точку стыка :

Одна общая точка — , вторая — на третьем участке. Итого: 2 точки.



Объединяем подходящие значения:

Ответ: .


Теория

1) Сначала строим график по частям. Для каждой формулы (на своём промежутке) отмечаем минимум 2 точки и обязательно проверяем граничные значения промежутков.


2) Особое внимание — на концы промежутков:


— если условие вида  или , точка в конце выколотая;

— если или , точка закрашенная.


3) В таких задачах прямая  горизонтальная. Значит, по сути считаем, сколько раз уровень пересекает график.


4) Удобно выделить «критические» уровни — значения в вершинах, точках стыка, точках разрыва. Между соседними критическими уровнями число пересечений обычно не меняется.


5) Проверяем отдельно:


— открытые точки (они не считаются пересечением);

— уровни, проходящие точно через вершины/стыки (там число пересечений может резко измениться).


6) Финальный ответ обычно записывают как промежуток(и) и отдельные точки, например:



Полезный совет: сделайте мини-таблицу «уровень → количество пересечений». Это почти всегда спасает от ошибок с выколотыми/закрашенными точками.

Источник задачи: ФИПИ, Открытый банк заданий

Жалоба

Следующее →