Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела курчатов
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#85566

На координатной плоскости Oxy  рассматривается угол, образованный прямыми y = x  и y = −2x  , целиком лежащий в полуплоскости y ≥0  . Среди всех парабол вида      2
y = ax + bx +c  , вписанных в данный угол, найдите ту параболу, которая принимает наименьшее значение в точке x =2  .

Источники: Курчатов - 2024, 11.6 (см. olimpiadakurchatov.ru)

Подсказки к задаче

Внимание

Условие этой задачи можно понимать по-разному:

Подсказка 1 по первому варианту

Вспомним, что означает с точки зрения уравнений, что парабола касается прямой, запишем эти условия в алгебраической форме. Получим некоторые условия, связывающие между собой коэффициенты квадратного трехчлена.

Подсказка 2 по первому варианту

Теперь, имея условие на коэффициенты трехчлена, останется только подставить в выражение для него x=2 и минимизировать получившуются величину.

Подсказка 1 по второму варианту

Условие, что парабола имеет вершину при x=2, можно записать алгебраически: это значит, что выделяя полный квадрат, мы получим скобку (х-2)^2.

Подсказка 2 по второму варианту

Далее получаем условие на коэффициенты трехчлена, связанные с тем, что искомая парабола касается двух прямых. Из этих условий коэффициенты определяются однозначно!

Показать ответ и решение

Пусть парабола y =ax2+ bx+ c  касается обеих прямых y = x  и y = −2x  . Касание с прямой y = x  означает, что квадратное уравнение   2
ax + bx +c =x  имеет единственное решение, т.е. дискриминант D1  этого квадратного уравнения равен 0 . Запишем это условие:          2
D1 = (b− 1)− 4ac= 0  .

Аналогично, касание с прямой y = −2x  означает, что квадратное уравнение  2
ax +bx+ c= −2x  имеет единственное решение, поэтому дискриминант D2  этого квадратного уравнения также равен             2
0 :D2 = (b+ 2) − 4ac= 0  . Из этих двух равенств следует, что      2       2
(b− 1) = (b+2)  , поскольку оба этих выражения равны 4ac  . Решая это уравнение относительно b  , получаем     1
b= −2  . Подставим это значение b  в формулу для D1  и найдем     -9
ac= 16  . Подставим в уравнение параболы     2
y = ax + bx+ c  значения x =2  и b=   1
−2  : получается выражение 4a+ c− 1

Найдём, какое наименьшее значение принимает это выражение при условии      9
ac= 16  .

Заметим, что a> 0  , поскольку парабола лежит в верхней полуплоскости относительно оси Ox  , а значит, и c>0  . Поэтому мы можем применить неравенство Коши:         √---
4a+ c≥ 2 4ac=3  , откуда 4a+ c− 1 ≥3− 1= 2  . Значит, наименьшее значение равно 2 , причем оно достигается, когда 4a +c=   √ ---
2  4ac  . Перенося все слагаемые налево, получаем, что   √-  √-
(2 a−  c)2 = 0  , откуда  √-  √ -
2 a=   c  и c= 4a  . Подставляя c  в формулу ac= 196  и помня, что a,c> 0  , получаем a = 38  и c= 32  .

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Принимались также решения, в которых условие понималось так, чтобы найти параболу, которая принимает своё наименьшее значение в точке x= 2  . Решение задачи в этой трактовке приведено ниже.

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Пусть наша парабола имеет вершину в точке x= 2  . Тогда ее уравнение выглядит так: y = a(x− 2)2+d  для некоторых чисел a  и d  .

Касание с прямой y =x  означает, что квадратное уравнение a(x− 2)2+ d= x  имеет единственное решение, т.е. дискриминант D1  этого квадратного уравнения равен 0 . Запишем это условие: D1 = (4a+ 1)2 − 4a(4a +d)= 0  .

Аналогично, касание с прямой y = −2x  означает, что квадратное уравнение a(x− 2)2 +d =−2x  имеет единственное решение, поэтому дискриминант D2  этого квадратного уравнения также равен 0:D2 = (4a− 2)2 − 4a(4a+ d)= 0  . Из этих двух равенств следует, что (4a+ 1)2 = (4a − 2)2  , поскольку оба этих выражения равны 4a(4a+ d)  . Решая это уравнение относительно a  , получаем a = 18  . Подставим это значение a  в формулу для D1  и найдем d= 4  . Таким образом, мы нашли уравнение искомой параболы:

y = 1(x− 2)2+ 4= 1x2− 1x+ 9
   8           8    2   2
Ответ:

 y = 3x2− 1x + 3
   8    2   2

в другой трактовке условия    1 2  1   9
y = 8x − 2x+ 2

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!