Вернуться к содержанию учебника
Постройте график функции
\[y = -4 \;-\;\frac{x+2}{x^2 + 2x}\]
Определите, при каких значениях \(m\) прямая \(y = m\) не имеет с графиком общих точек.
Введите текст
1. Область определения:
\[x^2+2x = x(x+2)\neq 0 \;\;\implies\;\; x\neq 0,\,-2.\]
2. Упрощение функции (для \(x\neq 0,-2\)):
\[\frac{x+2}{x(x+2)} = \frac{1}{x},\]
\[y = -4 - \frac{1}{x}.\]
3. Асимптоты и особенности:
Вертикальные: \(x=0\) (непреодолимый разрыв) и \(x=-2\) (устранимая точка — «дырка»).
Горизонтальная: \(\displaystyle y \to -4\) при \(x\to \pm\infty\).
4. Пересечение с \(y=m\):
Решаем
\[m = -4 - \frac{1}{x} \;\;\Longrightarrow\;\; -\frac{1}{x} = m+4 \;\;\Longrightarrow\;\; x = -\frac{1}{m+4}.\]
Чтобы точка \(\bigl(x,\,m\bigr)\) принадлежала графику, нужно \(x\neq 0,-2\). Рассмотрим два случая:
– Если \(m+4=0\), то \(x\) не определено → пересечений нет.
– Если \(m+4\neq 0\), то формула даёт \(x=-\frac{1}{m+4}\). Проверим, не даёт ли она исключённые значения:
\(-\frac{1}{m+4}=-2 \;\Longrightarrow\; m+4 = \tfrac12 \;\Longrightarrow\; m=-\tfrac72.\)
При \(m=-\tfrac72\) единственный «решающий» \(x=-2\) не входит в область определения → пересечений нет.
Итак, пересечений нет при
\[m = -4 \quad\text{и}\quad m = -\tfrac72.\]
Пояснения:
1. Упрощение дроби:
Использована разложение на множители:
\[x^2+2x = x(x+2),\]
и сокращение одинаковых множителей.
2. Особые точки:
При \(x=0\) знаменатель обращается в ноль — вертикальная асимптота.
При \(x=-2\) дробь изначально неопределена, но после сокращения получается устранимая точка (график имеет «дырку» в \((-2,\,-3{,}5)\)).
3. Асимптоты:
Горизонтальная асимптота определяется пределом \(\displaystyle\lim_{x\to\pm\infty}y = -4\).
4. Поиск несоответствующих \(m\):
Прямая \(y=m\) пересекает гиперболу \(y=-4-\tfrac1x\), если уравнение даёт допустимый \(x\). Два исключения:
– \(m=-4\), тогда уравнение не имеет решения.
– \(m=-\tfrac72\), тогда формальный корень \(x=-2\) оказывается вне области определения.
На графике видно, что прямые \(y=-4\) (горизонтальная асимптота) и \(y=-\tfrac72\) проходят через места разрывов и не пересекают действующую часть кривой.
Вернуться к содержанию учебника