Задание 19 · Задача с параметром
19.12. Уравнение окружности
Для репетитора: показать ответы
1. Уравнение окружности
Окружность с центром \((x_0;y_0)\) и радиусом \(R\) задаётся уравнением \((x-x_0)^2+(y-y_0)^2=R^2\); если центр в начале координат: \(x^2+y^2=R^2\). Чтобы «увидеть» окружность в уравнении, выделите полные квадраты по каждой переменной и определите центр и радиус.
Если правая часть зависит от параметра, \((x-x_0)^2+(y-y_0)^2=g(a)\), то:
- \(g(a)<0\) — множество пусто (решений нет);
- \(g(a)=0\) — точка \((x_0;y_0)\); проверьте, удовлетворяет ли она второму условию задачи;
- \(g(a)>0\) — окружность радиуса \(\sqrt{g(a)}\).
Уравнение \(A(x-x_0)^2+B(y-y_0)^2=C\) при \(A,B,C>0\) заменой \(x'=\sqrt A\,x\), \(y'=\sqrt B\,y\) сводится к окружности.
2. Семейство окружностей
Если центр и радиус зависят от параметра, \((x-x_0(a))^2+(y-y_0(a))^2=r^2(a)\), получается семейство окружностей. Следите за траекторией центра: выразите координаты центра через параметр и исключите параметр. Например, центр \(\left(\dfrac1a;2a\right)\) движется по гиперболе \(y=\dfrac2x\). Центры, лежащие на одной прямой, образуют линию центров.
3. Окружность и прямая
- Расстояние от точки \((x_0;y_0)\) до прямой \(Ax+By+C=0\): \(\rho=\dfrac{|Ax_0+By_0+C|}{\sqrt{A^2+B^2}}\). Прямую \(y=kx+b\) записывайте как \(kx-y+b=0\).
- Прямая касается окружности тогда и только тогда, когда расстояние от центра до прямой равно радиусу.
- Касание можно искать и через систему: подстановка прямой в уравнение окружности даёт квадратное уравнение, и касанию соответствует \(D=0\).
- Радиус, проведённый в точку касания, перпендикулярен касательной; прямые перпендикулярны, если произведение их угловых коэффициентов равно \(-1\).
- Касание окружности и полосы (между двумя параллельными прямыми) — радиус равен расстоянию от центра до граничной прямой; внешнее и внутреннее касания дают разные случаи.
4. Две окружности
Окружности с центрами \(O_1\), \(O_2\) и радиусами \(R_1\), \(R_2\) имеют ровно одну общую точку, если \(O_1O_2=|R_1-R_2|\) (внутреннее касание) или \(O_1O_2=R_1+R_2\) (внешнее касание). Если радиус в квадрате равен нулю, окружность вырождается в точку — проверьте, удовлетворяет ли она второму уравнению.
Система имеет решение, если окружности касаются, то есть расстояние между центрами равно сумме или разности радиусов.
5. Пучок прямых и другие фигуры
- Пучок прямых \(y=a(x-x_0)+y_0\): все прямые проходят через точку \((x_0;y_0)\), кроме вертикальной. При росте \(a\) прямая поворачивается против часовой стрелки.
- Верхняя полуокружность задаётся функцией \(y=y_0+\sqrt{R^2-(x-x_0)^2}\).
- Ромб \(a|x-x_0|+b|y-y_0|=c\); квадрат \(|x-x_0|+|y-y_0|=c\).
- Расстояние между точками: \(d^2=(x_1-x_2)^2+(y_1-y_2)^2\).
6. Алгоритм решения задачи на окружность
- Преобразуйте уравнения: выделите полные квадраты, раскройте модули, определите, какие фигуры заданы (окружность, прямая, полоса, ромб, гипербола).
- Определите центр и радиус окружности, учтите вырожденные случаи (радиус равен нулю, правая часть отрицательна).
- Проанализируйте рисунок: число общих точек, касание, прохождение через характерные точки.
- Запишите связь с условием в виде уравнения, неравенства или системы (расстояние = радиус, расстояние между центрами = сумма или разность радиусов, \(D=0\)).
- Выполните вычисления, отберите значения параметра, подходящие по условию, и запишите ответ.
Разобранные примеры
Пример 1
При каждом а решите систему уравнении
Решение
Первое уравнение преобразуем к виду
или
Оно означает, что
поскольку при остальных значениях его левая часть больше 0. Подставим эти значения во второе уравнение и получим
откуда
Таким образом, система имеет решение
при
при остальных а решений нет.
Ответ: при
при остальных а решении нет.
Пример 2
Найдите все значения параметра а, при каждом из которых система
имеет решения.
Решение
Разложим левую часть неравенства на множители: Поэтому неравенство задаёт пару вертикальных углов в плоскости Oax. Уравнение
задаёт окружность с центром (0; 0) радиуса 4 в этой же плоскости. Решения системы — точки дуг окружности, лежащие в указанных вертикальных углах.
Абсциссы концов этих дуг находим из систем
и
Из первой системы получаем:
Из второй системы получаем:
Ответ:
- «Параметр. Шпаргалка» (задания с параметром), Школково (shkolkovo.online)
- «Особенности решения задания 18 высокого уровня сложности ЕГЭ», методические материалы, wiki.admsurgut.ru
- Борщакова Е. Н., презентация к заданию 18 ЕГЭ, iro23.ru, 2025
- Материалы А. В. Шевкина по задачам с параметрами, brodovo19.uralschool.ru
- Попова М. А., лекция «Задача с параметром» (3 декабря 2025), profcentr.ggtu.ru
- У1
- У2
Найдите все значения параметра a, при каждом из которых система уравнений
имеет ровно два решения.
- У3
- У4
- У5
Найдите все положительные значения a, при каждом из которых система
имеет единственное решение.
- У6
- У7
Найдите все значения параметра a, при которых уравнение
не имеет решений.
- У8
Найдите все значения а, при каждом из которых система уравнений
имеет ровно три различных решения.
- У9
Найдите все значения параметра a, при каждом из которых система уравнений
имеет ровно два различных решения.
- У10
- У11
- У12
- У13
Найдите все значения a, при которых уравнение
имеет единственное решение на отрезке [−1;1]
- У14
- У15
Найдите все значения параметра a, при каждом из которых система
имеет хотя бы одно решение.
- У16
Найдите все значения параметра a, при каждом из которых система уравнений
имеет ровно два решения.
- У17
- У18
Найдите все положительные значения а, при каждом из которых система
имеет единственное решение. - У19
- У20
При каждом а решите систему уравнении
- У21
Найдите все значения a, при каждом из которых система уравнений
имеет ровно три различных решения.
- У22
- У23
- У24
Найдите все значения a, при каждом из которых система уравнений
имеет ровно два различных решения.
- У25
Найдите все значения параметра a, при которых уравнение
имеет единственное решение.
- Д1
Найдите все значения параметра a, при каждом из которых система
имеет единственное решение.
- Д2
- Д3
- Д4
Найдите все значения параметра a, при каждом из которых система уравнений
имеет единственное решение.
- Д5
Найдите все значения параметра a, при каждом из которых система уравнений
имеет ровно четыре решения.
- Д6
При каких значениях а системы уравнении
и
равносильны?
- Д7
- Д8
- Д9
Найдите все значения а, при каждом из которых уравнение
имеет ровно один корень.
- Д10
Найдите все значения параметра a, при каждом из которых система уравнений
имеет ровно четыре различных решения.
- Д11
- Д12
Найдите все значения параметра a, при каждом из которых система уравнений
имеет ровно одно решение.
- Д13
Найдите все значения a, при каждом из которых система уравнений
имеет ровно два различных решения.
- Д14
- Д15
Найдите все значения параметра a, при каждом из которых система
имеет единственное решение.
- Д16
- Д17
- Д18
Найдите все значения параметра а, при каждом из которых система уравнений
имеет
а) ровно четыре решения,
б) ровно 8 решений.
- Д19
При каких значениях а системы уравнении
и
равносильны?
- Д20
Найдите все значения параметра a, при которых уравнение
не имеет решений.
- Д21
- Д22
- Д23
Найдите все значения a, при которых уравнение
имеет единственное решение на отрезке [−1; 1].
- Д24
Найдите все положительные значения а, при каждом из которых система
имеет единственное решение.
- Д25
Найдите все значения а, при каждом из которых система уравнений
имеет ровно три различных решения.