Краткое пояснение: Необходимо построить график заданной функции и определить, при каких значениях \( m \) горизонтальная прямая \( y = m \) имеет с этим графиком ровно три точки пересечения.
Пошаговое решение:
- Шаг 1: Аналитическое определение функции по участкам. Рассмотрим функцию \( y = x^2 - |4x + 7| \). Чтобы избавиться от модуля, рассмотрим два случая:
- Если \( 4x + 7 \ge 0 \), то есть \( x \ge -\frac{7}{4} \), тогда \( y = x^2 - (4x + 7) = x^2 - 4x - 7 \)
- Если \( 4x + 7 < 0 \), то есть \( x < -\frac{7}{4} \), тогда \( y = x^2 + (4x + 7) = x^2 + 4x + 7 \)
- Шаг 2: Преобразование функций к виду параболы. Преобразуем каждое выражение к виду параболы:
- Для \( x \ge -\frac{7}{4} \): \( y = x^2 - 4x - 7 = (x - 2)^2 - 11 \)
- Для \( x < -\frac{7}{4} \): \( y = x^2 + 4x + 7 = (x + 2)^2 + 3 \)
- Шаг 3: Определение координат вершин парабол.
- Для \( x \ge -\frac{7}{4} \), вершина параболы в точке \( (2, -11) \).
- Для \( x < -\frac{7}{4} \), вершина параболы в точке \( (-2, 3) \).
- Шаг 4: Построение графика функции (описание).
- Парабола \( y = (x - 2)^2 - 11 \) определена для \( x \ge -\frac{7}{4} \). Начнем с вершины в точке \( (2, -11) \).
- Парабола \( y = (x + 2)^2 + 3 \) определена для \( x < -\frac{7}{4} \). Начнем с вершины в точке \( (-2, 3) \).
- В точке \( x = -\frac{7}{4} \) значения обеих частей должны совпадать. Проверим:
- Для первой части: \( y = (-\frac{7}{4} - 2)^2 - 11 = (-\frac{15}{4})^2 - 11 = \frac{225}{16} - \frac{176}{16} = \frac{49}{16} \)
- Для второй части: \( y = (-\frac{7}{4} + 2)^2 + 3 = (\frac{1}{4})^2 + 3 = \frac{1}{16} + \frac{48}{16} = \frac{49}{16} \)
Значение \( y \) в точке стыка равно \( \frac{49}{16} \).
Для определения значений \( m \), при которых прямая \( y = m \) имеет с графиком ровно три общие точки, нужно визуально представить график и провести горизонтальные линии на разных уровнях. На графике будет три точки пересечения, когда прямая проходит через точку стыка двух парабол и когда прямая касается одной из парабол.
Из анализа графика можно сделать вывод, что прямая \( y = m \) имеет три общие точки при следующих значениях \( m \):
- \( m = \frac{49}{16} \) (в точке стыка)
- \( m = 3 \) (на уровне вершины параболы \( y = (x + 2)^2 + 3 \)
Ответ: m = 3; m = 49/16