Конечно, давайте подробно разберемся с построением графика функции ( y = |x-1| - |x+3| + x + 4 ) и найдем значение ( m ), при котором прямая ( y = m ) имеет ровно две общие точки с графиком функции.
Шаг 1: Разберем функцию по частям
Функция содержит модули, поэтому для начала необходимо рассмотреть все возможные случаи, когда выражения под модулями меняют знак. Это происходит в точках ( x = 1 ) и ( x = -3 ).
Разделим область определения функции на интервалы:
- ( x < -3 )
- ( -3 \leq x < 1 )
- ( x \geq 1 )
Шаг 2: Найдем выражение для каждого интервала
Интервал ( x < -3 )
На этом интервале ( x-1 < 0 ) и ( x+3 < 0 ), поэтому модули раскрываются следующим образом:
[ |x-1| = -(x-1) = -x + 1 ]
[ |x+3| = -(x+3) = -x - 3 ]
Подставляем в исходную функцию:
[ y = (-x + 1) - (-x - 3) + x + 4 ]
[ y = -x + 1 + x + 3 + x + 4 ]
[ y = x + 8 ]
Интервал ( -3 \leq x < 1 )
На этом интервале ( x-1 < 0 ) и ( x+3 \geq 0 ), поэтому модули раскрываются следующим образом:
[ |x-1| = -(x-1) = -x + 1 ]
[ |x+3| = x + 3 ]
Подставляем в исходную функцию:
[ y = (-x + 1) - (x + 3) + x + 4 ]
[ y = -x + 1 - x - 3 + x + 4 ]
[ y = -x - 2 + x + 4 ]
[ y = 2 ]
Интервал ( x \geq 1 )
На этом интервале ( x-1 \geq 0 ) и ( x+3 \geq 0 ), поэтому модули раскрываются следующим образом:
[ |x-1| = x - 1 ]
[ |x+3| = x + 3 ]
Подставляем в исходную функцию:
[ y = (x - 1) - (x + 3) + x + 4 ]
[ y = x - 1 - x - 3 + x + 4 ]
[ y = x - 4 + x + 4 ]
[ y = x ]
Шаг 3: Построим график функции
Теперь у нас есть три кусочные функции, которые мы можем изобразить на графике:
- ( y = x + 8 ) для ( x < -3 )
- ( y = 2 ) для ( -3 \leq x < 1 )
- ( y = x ) для ( x \geq 1 )
Шаг 4: Найдем значение ( m )
Для того чтобы прямая ( y = m ) пересекала график функции ровно в двух точках, нужно рассмотреть, где эти кусочные функции пересекаются с прямой.
Прямая ( y = m ) пересекает линию ( y = x + 8 ) в точке:
[ m = x + 8 ]
[ x = m - 8 ]
Прямая ( y = m ) пересекает линию ( y = 2 ) в точке:
[ m = 2 ]
Прямая ( y = m ) пересекает линию ( y = x ) в точке:
[ m = x ]
[ x = m ]
Теперь рассмотрим случай, когда прямая ( y = m ) имеет ровно две общие точки с графиком функции. Это возможно, если прямая ( y = m ) проходит через:
- ( y = x + 8 ) в точке ( x < -3 )
- ( y = x ) в точке ( x \geq 1 )
Или:
- ( y = x + 8 ) в точке ( x < -3 )
- ( y = 2 )
Или:
- ( y = 2 )
- ( y = x ) в точке ( x \geq 1 )
Проверим каждую возможность.
Возможность 1: ( y = x + 8 ) и ( y = x )
Для этого ( m ) должно быть таким, чтобы одна точка была на ( x < -3 ) и другая на ( x \geq 1 ):
[ m = x + 8 ]
[ x = m - 8 ]
И
[ m = x ]
[ x = m ]
Приравняем:
[ m - 8 = m ]
Это невозможно.
Возможность 2: ( y = x + 8 ) и ( y = 2 )
Для этого ( m ) должно быть равно 2:
[ y = 2 ]
Возможность 3: ( y = 2 ) и ( y = x )
Для этого ( m ) должно быть равно 2:
[ y = 2 ]
Таким образом, ( m = 2 ) - единственное значение, при котором прямая ( y = m ) пересекает график в двух точках.
Ответ:
[ m = 2 ]