Вопрос:

Постройте график функции $$y = \begin{cases} 2x - 2, & \text{если } x < 3 \\ -3x + 13, & \text{если } 3 \le x \le 4 \\ 1.5x - 7, & \text{если } x > 4 \end{cases}$$ Определите, при каких значениях $$m$$ прямая $$y = m$$ имеет с графиком ровно две общие точки.

Ответ:

Решение:

Построим график заданной кусочно-линейной функции. Функция состоит из трех частей:

  1. Первая часть: \( y = 2x - 2 \) при \( x < 3 \). Это луч, который начинается в точке, но не включает её. Найдем значение \(y\) при \(x = 3\): \( y = 2 \cdot 3 - 2 = 4 \). Таким образом, первая часть — это луч, исходящий из точки (3, 4) (не включая её) и идущий влево. Например, при \(x = 0\), \(y = -2\).
  2. Вторая часть: \( y = -3x + 13 \) при \( 3 \le x \le 4 \). Это отрезок. Найдем значения \(y\) на концах отрезка:
    • При \(x = 3\): \( y = -3 \cdot 3 + 13 = -9 + 13 = 4 \). Точка (3, 4) включается.
    • При \(x = 4\): \( y = -3 \cdot 4 + 13 = -12 + 13 = 1 \). Точка (4, 1) включается.
  3. Третья часть: \( y = 1.5x - 7 \) при \( x > 4 \). Это луч, который начинается в точке, но не включает её. Найдем значение \(y\) при \(x = 4\): \( y = 1.5 \cdot 4 - 7 = 6 - 7 = -1 \). Таким образом, третья часть — это луч, исходящий из точки (4, -1) (не включая её) и идущий вправо.

Теперь проанализируем, при каких значениях \(m\) прямая \(y = m\) (горизонтальная линия) пересекает график ровно в двух точках.

  • Если \(m > 4\), прямая пересекает только первую часть графика (один раз).
  • Если \(m = 4\), прямая проходит через точку (3, 4). Она пересекает первую часть графика (до точки (3,4)) и вторую часть графика (в точке (3,4)). Таким образом, одно пересечение.
  • Если \( 1 < m < 4 \), прямая пересекает первую и вторую части графика (два раза).
  • Если \( m = 1 \), прямая проходит через точку (4, 1). Она пересекает вторую часть графика (в точке (4,1)) и третью часть графика (до точки (4,-1)). Таким образом, одно пересечение.
  • Если \( -1 < m < 1 \), прямая пересекает вторую и третью части графика (два раза).
  • Если \( m = -1 \), прямая проходит через точку (4, -1). Она пересекает вторую часть графика (до точки (4,1)) и третью часть графика (до точки (4,-1)). Таким образом, одно пересечение.
  • Если \( m < -1 \), прямая пересекает только третью часть графика (один раз).

Прямая \(y = m\) имеет с графиком ровно две общие точки, когда \(m\) находится в интервалах \( (1, 4) \) и \( (-1, 1) \).

Ответ: \( m ∈ (-1; 1) ∪ (1; 4) \).

Подать жалобу Правообладателю