Чтобы построить график функции ( y = x^2 - |6x + 1| ) и определить, при каких значениях прямая ( y = m ) имеет с графиком ровно 3 общие точки, необходимо выполнить несколько шагов.
1. Анализ функции
Функция ( y = x^2 - |6x + 1| ) состоит из двух частей: квадратичной ( x^2 ) и модуля ( |6x + 1| ). Чтобы упростить задачу, рассмотрим два случая для модуля:
Случай 1: ( 6x + 1 \geq 0 )
Здесь модуль раскрывается как ( |6x + 1| = 6x + 1 ). Тогда функция принимает вид:
[ y = x^2 - (6x + 1) = x^2 - 6x - 1. ]
Случай 2: ( 6x + 1 < 0 )
Здесь модуль раскрывается как ( |6x + 1| = -(6x + 1) = -6x - 1 ). Тогда функция принимает вид:
[ y = x^2 + 6x + 1. ]
2. Критические точки
Переход между двумя случаями происходит при ( 6x + 1 = 0 ), то есть при ( x = -\frac{1}{6} ).
3. Построение графика
Теперь нужно построить две параболы:
- ( y = x^2 - 6x - 1 ) для ( x \geq -\frac{1}{6} )
- ( y = x^2 + 6x + 1 ) для ( x < -\frac{1}{6} )
Эти две параболы соединяются в точке ( x = -\frac{1}{6} ).
4. Найдите точки пересечения с прямой ( y = m )
Чтобы прямая ( y = m ) имела с графиком ровно 3 общие точки, можно предположить, что одна из парабол пересекается дважды, а другая — один раз.
Для ( y = x^2 - 6x - 1 = m ):
Решим уравнение:
[ x^2 - 6x - 1 = m ]
[ x^2 - 6x - (1 + m) = 0 ]
Это квадратное уравнение, корни которого можно найти по формуле:
[ x = \frac{6 \pm \sqrt{36 + 4(1 + m)}}{2} ]
[ x = \frac{6 \pm \sqrt{40 + 4m}}{2} ]
[ x = 3 \pm \sqrt{10 + m} ]
Для того чтобы было два различных корня, ( 10 + m > 0 ), что дает ( m > -10 ).
Для ( y = x^2 + 6x + 1 = m ):
Решим уравнение:
[ x^2 + 6x + 1 = m ]
[ x^2 + 6x + (1 - m) = 0 ]
Корни:
[ x = \frac{-6 \pm \sqrt{36 - 4(1 - m)}}{2} ]
[ x = \frac{-6 \pm \sqrt{32 + 4m}}{2} ]
[ x = -3 \pm \sqrt{8 + m} ]
Для того чтобы был один корень (точка касания), дискриминант должен быть равен нулю:
[ 8 + m = 0 ]
[ m = -8 ]
Заключение
Таким образом, прямая ( y = m ) имеет с графиком функции ( y = x^2 - |6x + 1| ) ровно 3 общие точки, если ( m = -8 ).