Для решения задачи необходимо проанализировать выражение ( y = x^2 - 3|x| - 2x ) и определить его поведение, а затем исследовать условия, при которых прямая ( y = m ) пересекает график функции в заданном количестве точек.
Шаг 1: Разбиение функции на интервалы
Функция включает модуль, поэтому её нужно рассмотреть на двух интервалах:
Для ( x \geq 0 ): модуль раскрывается как ( |x| = x ). В этом случае функция принимает вид:
[
y = x^2 - 3x - 2x = x^2 - 5x
]
Для ( x < 0 ): модуль раскрывается как ( |x| = -x ). В этом случае функция принимает вид:
[
y = x^2 + 3x - 2x = x^2 + x
]
Шаг 2: Исследование каждой части функции
1. Для ( x \geq 0 ):
[
y = x^2 - 5x
]
Это парабола, ветви которой направлены вверх, с вершиной в точке ( x = \frac{5}{2} ).
2. Для ( x < 0 ):
[
y = x^2 + x
]
Это также парабола, ветви которой направлены вверх, с вершиной в точке ( x = -\frac{1}{2} ).
Шаг 3: Построение графика
График состоит из двух частей парабол, соединённых в точке ( x = 0 ). Обе части гладко соединяются, поскольку в точке ( x = 0 ) они обе имеют значение ( y = 0^2 + 0 = 0 ).
Шаг 4: Определение пересечений с прямой ( y = m )
Для определения пересечений прямой ( y = m ) с графиком функции, необходимо решить уравнения для каждой части функции:
( x^2 - 5x = m ) для ( x \geq 0 ):
[
x^2 - 5x - m = 0
]
( x^2 + x = m ) для ( x < 0 ):
[
x^2 + x - m = 0
]
Для каждого из этих квадратных уравнений решаем на количество действительных корней (точек пересечения) в зависимости от дискриминанта.
Шаг 5: Анализ дискриминантов
( x^2 - 5x - m = 0 ):
[
D_1 = 25 + 4m
]
( x^2 + x - m = 0 ):
[
D_2 = 1 + 4m
]
Для не менее 1 и не более 3 точек пересечения, необходимо учитывать несколько случаев:
- ( D_1 \geq 0 ) и ( D_2 \geq 0 ) для существования хотя бы одного корня.
- Одно из уравнений может иметь два корня, а другое — один корень, чтобы в сумме получилось 3.
Шаг 6: Интервалы для ( m )
- ( D_1 > 0 ): ( m > -\frac{25}{4} )
- ( D_2 > 0 ): ( m > -\frac{1}{4} )
Для одного корня в ( x^2 - 5x - m = 0 ) (вершина) и двух в ( x^2 + x - m = 0 ) или наоборот, решаем условия дискриминанта равным нулю для одного из уравнений:
- ( D_1 = 0 ): ( m = -\frac{25}{4} )
- ( D_2 = 0 ): ( m = -\frac{1}{4} )
Таким образом, совокупность условий приводит к интервалу:
[ m > -\frac{1}{4} ]
В этом случае количество точек пересечения будет варьироваться от 1 до 3 в зависимости от точного значения ( m ).
Заключение
Прямая ( y = m ) будет пересекать график функции в не менее чем одной и не более чем трёх точках, если ( m > -\frac{1}{4} ).