Для построения графика функции ( y = \frac{x^4 - 5x^2 + 4}{(x-1)(x-2)} ) и определения, при каких значениях ( c ) уравнение ( y = c ) имеет ровно одну общую точку с графиком функции, необходимо выполнить несколько шагов.
Упростим числитель функции:
[ x^4 - 5x^2 + 4 = (x^2 - 1)(x^2 - 4) = (x-1)(x+1)(x-2)(x+2) ]
Перепишем функцию с учетом упрощения числителя:
[ y = \frac{(x-1)(x+1)(x-2)(x+2)}{(x-1)(x-2)} ]
Здесь ( x \neq 1 ) и ( x \neq 2 ), так как в этих точках знаменатель обращается в ноль.
Сократим дробь:
[ y = (x+1)(x+2) ]
при условии, что ( x \neq 1 ) и ( x \neq 2 ).
Получаем:
[ y = x^2 + 3x + 2 ]
Однако, в точках ( x = 1 ) и ( x = 2 ) функция имеет вертикальные асимптоты.
Построим график функции ( y = x^2 + 3x + 2 ):
Это парабола, вершина которой находится в точке ( x = -\frac{3}{2} ), и она открыта вверх. Вершина параболы:
[ x = -\frac{b}{2a} = -\frac{3}{2} ]
Значение функции в вершине:
[ y = \left(-\frac{3}{2}\right)^2 + 3 \left(-\frac{3}{2}\right) + 2 = \frac{9}{4} - \frac{9}{2} + 2 = \frac{9 - 18 + 8}{4} = -\frac{1}{4} ]
Точки пересечения с осями:
- При ( y = 0 ): ( x^2 + 3x + 2 = 0 \Rightarrow (x+1)(x+2) = 0 \Rightarrow x = -1 ) или ( x = -2 ).
Определим поведение функции в точках ( x = 1 ) и ( x = 2 ):
В этих точках у функции вертикальные асимптоты.
Найдем условия для уравнения ( y = c ) имеет ровно одну общую точку с графиком:
Уравнение ( y = c ) пересекает график функции ( y = x^2 + 3x + 2 ). Для нахождения точек пересечения решим:
[ x^2 + 3x + 2 = c ]
Переносим ( c ) влево:
[ x^2 + 3x + (2 - c) = 0 ]
Дискриминант этого квадратного уравнения:
[ D = 3^2 - 4 \cdot 1 \cdot (2 - c) = 9 - 8 + 4c = 1 + 4c ]
Чтобы уравнение имело ровно один корень, дискриминант должен быть равен нулю:
[ 1 + 4c = 0 \Rightarrow c = -\frac{1}{4} ]
Таким образом, значение ( c = -\frac{1}{4} ) является тем значением, при котором прямая ( y = c ) пересекает график функции ( y = x^2 + 3x + 2 ) ровно в одной точке.