Тема . Задачи с параметром

Графика. Окружности: касание, пересечение, связь с другими объектами

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#45587

Найдите значения параметра a  , при которых у системы уравнений

{  x2+y2 = 26(y sin2a− x cos2a)
   x2+y2 = 26(y cos3a− xsin3a)

существуют два решения (x1;y1)  и (x2;y2)  такие, что расстояния между точками P (x1;y1)  и Q (x2;y2)  равно 10.

Источники: Физтех-2019, 11.6, (см. olymp.mipt.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Хм, а какую фигуру на координатной плоскости задают эти уравнения? Что нужно сделать, чтобы мы смогли узнать расположение этой фигуры на плоскости?

Подсказка 2

Да, эти уравнения задают окружность, чтобы получить её центр и радиус нужно выделить полные квадраты! Тогда, какие точки на этих окружностях являются решением нашей системы?

Подсказка 3

Верно, это точки пересечения! При этом нам нужно, чтобы расстояние между точками было равно 10, а радиус каждой окружности равен 13. А что если окружности совпадают, то есть их центры находятся в одной точке, подойдет ли нам этот случай?

Подсказка 4

Да, этот случай подойдет! Ведь, радиус больше 10, значит найдутся две точки, расстояние между которыми ровно 10. Осталось разобраться со случаем, когда окружности пересекаются в точках P и Q. Какую фигуру задают центры окружностей и точки их пересечения?

Подсказка 5

Да, это ромб! Тогда, мы знаем, что сумма квадратов длин диагоналей равна сумме квадратов длин всех сторон ромба! Осталось только вспомнить, что расстояние между точками можно найти как: корень из суммы квадратов разности их координат!

Показать ответ и решение

Выделим полные квадраты

{  (x +13cos2a)2+ (y− 13sin2a)2 =169,
   (x +13sin3a)2+(y− 13cos3a)2 =169.

Каждое из этих уравнений задаёт окружность радиуса 13; у первой из них центром является точка A (−13cos2a;13sin2a)  , а у второй - точка B(−13sin3a;13cos3a)  .

Если эти уравнения задают одну и ту же окружность, то на этой окружности найдутся точки на расстоянии 10 друг от друга, поскольку диаметр окружности больше 10  . Окружности совпадают в случае, когда у них одинаковые центры. Получаем

{ cos2a =sin3a    { cos2a+ cos(π+ 3a)= 0,   {  2cosπ+10acos π+2a-=0,
  sin2a= cos3a  ⇔   cos3a+ cos(2π+ 2a)= 0 ⇔    2cosπ+410acos π−42a-=0.
                           2                   4      4

Эти равенства выполняются, если либо cosπ+10a= 0
    4  , либо cos π+2a-=cosπ−2a= 0
    4       4  . В первом случае получаем a= π-+ 2kπ-,k ∈ℤ
   10   5  . Во втором случае α= π +2πn =− π+ 2πk,n,k∈ ℤ
   2         2  , здесь решений нет.

Пусть теперь рассматриваемые окружности различны и пересекаются в точках P  и Q  . Тогда четырёхугольник AP BQ  - ромб. Известно, что в любом параллелограмме сумма квадратов диагоналей равна сумме квадратов всех четырёх сторон, откуда AB2 + PQ2 = 4AP2  . Так как мы хотим, чтобы точки P  и Q  располагались на расстоянии 10 друг от друга, PQ =10  , поэтому AB2 + 100= 4⋅169,AB = 24  . Итак, необходимо, чтобы расстояние между центрами окружностей A  и B  было равно 24. Отсюда

∘ ----------------2-----------------2
  (−13sin3a+ 13cos2a)+ (13 cos3a− 13sin2a) = 24⇔

⇔ 338− 338sin3acos2a− 338 sin2acos3a= 576⇔ 338sin5a= −238⇔

         k+1
⇔  a= (−-1)5---arcsin111699 + k5π,k∈ℤ
Ответ:

 (−1)k+1arcsin119-+ kπ,-π+ 2πk, k∈ ℤ
   5       169   5 10   5

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 онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

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

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и 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!