Краткое пояснение: Чтобы найти координаты точки касания, нужно решить систему уравнений, составленную из уравнения прямой и параболы, а затем найти дискриминант и приравнять его к нулю.
а)
- Шаг 1: Составим систему уравнений:
\[\begin{cases} y = kx \\ y = \frac{1}{4}x^2 + 9 \end{cases}\]
- Шаг 2: Приравняем правые части уравнений:
\[kx = \frac{1}{4}x^2 + 9\]
- Шаг 3: Приведем к квадратному уравнению:
\[\frac{1}{4}x^2 - kx + 9 = 0\]
Умножим обе части на 4:
\[x^2 - 4kx + 36 = 0\]
- Шаг 4: Найдем дискриминант:
\[D = (-4k)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 36 = 16k^2 - 144\]
- Шаг 5: Приравняем дискриминант к нулю, чтобы прямая касалась параболы:
\[16k^2 - 144 = 0\]
\[16k^2 = 144\]
\[k^2 = 9\]
\[k = \pm 3\]
- Шаг 6: Найдем x, используя положительное значение k (так как абсцисса положительна):
\[x^2 - 4(3)x + 36 = 0\]
\[x^2 - 12x + 36 = 0\]
\[(x - 6)^2 = 0\]
\[x = 6\]
- Шаг 7: Найдем y:
\[y = kx = 3 \cdot 6 = 18\]
Ответ: (6; 18)
б)
- Шаг 1: Составим систему уравнений:
\[\begin{cases} y = kx \\ y = 2x^2 + 4.5 \end{cases}\]
- Шаг 2: Приравняем правые части уравнений:
\[kx = 2x^2 + 4.5\]
- Шаг 3: Приведем к квадратному уравнению:
\[2x^2 - kx + 4.5 = 0\]
- Шаг 4: Найдем дискриминант:
\[D = (-k)^2 - 4 \cdot 2 \cdot 4.5 = k^2 - 36\]
- Шаг 5: Приравняем дискриминант к нулю:
\[k^2 - 36 = 0\]
\[k^2 = 36\]
\[k = \pm 6\]
- Шаг 6: Найдем x, используя отрицательное значение k (так как абсцисса отрицательна):
\[2x^2 - (-6)x + 4.5 = 0\]
\[2x^2 + 6x + 4.5 = 0\]
Умножим на 2:
\[4x^2 + 12x + 9 = 0\]
\[(2x + 3)^2 = 0\]
\[x = -\frac{3}{2} = -1.5\]
- Шаг 7: Найдем y:
\[y = kx = -6 \cdot (-1.5) = 9\]
Ответ: (-1.5; 9)
в)
- Шаг 1: Составим систему уравнений:
\[\begin{cases} y = kx \\ y = 9x^2 + 4 \end{cases}\]
- Шаг 2: Приравняем правые части уравнений:
\[kx = 9x^2 + 4\]
- Шаг 3: Приведем к квадратному уравнению:
\[9x^2 - kx + 4 = 0\]
- Шаг 4: Найдем дискриминант:
\[D = (-k)^2 - 4 \cdot 9 \cdot 4 = k^2 - 144\]
- Шаг 5: Приравняем дискриминант к нулю:
\[k^2 - 144 = 0\]
\[k^2 = 144\]
\[k = \pm 12\]
- Шаг 6: Найдем x, используя положительное значение k (так как абсцисса положительна):
\[9x^2 - 12x + 4 = 0\]
\[(3x - 2)^2 = 0\]
\[x = \frac{2}{3}\]
- Шаг 7: Найдем y:
\[y = kx = 12 \cdot \frac{2}{3} = 8\]
Ответ: (2/3; 8)
г)
- Шаг 1: Составим систему уравнений:
\[\begin{cases} y = kx \\ y = 4x^2 + 16 \end{cases}\]
- Шаг 2: Приравняем правые части уравнений:
\[kx = 4x^2 + 16\]
- Шаг 3: Приведем к квадратному уравнению:
\[4x^2 - kx + 16 = 0\]
- Шаг 4: Найдем дискриминант:
\[D = (-k)^2 - 4 \cdot 4 \cdot 16 = k^2 - 256\]
- Шаг 5: Приравняем дискриминант к нулю:
\[k^2 - 256 = 0\]
\[k^2 = 256\]
\[k = \pm 16\]
- Шаг 6: Найдем x, используя отрицательное значение k (так как абсцисса отрицательна):
\[4x^2 - (-16)x + 16 = 0\]
\[4x^2 + 16x + 16 = 0\]
Разделим на 4:
\[x^2 + 4x + 4 = 0\]
\[(x + 2)^2 = 0\]
\[x = -2\]
- Шаг 7: Найдем y:
\[y = kx = -16 \cdot (-2) = 32\]
Ответ: (-2; 32)