Шаг 1. Раскладываем первое уравнение на множители.
Перенесём всё в левую часть:
yx2+7x2+y2−2y−63=0.
Сгруппируем: x2(y+7)+(y2−2y−63). Квадратный трёхчлен y2−2y−63 имеет корни 9 и −7, поэтому y2−2y−63=(y+7)(y−9). Получаем
x2(y+7)+(y+7)(y−9)=0⟺(y+7)(x2+y−9)=0.
Значит, y=−7 или y=9−x2. Первое уравнение системы задаёт на плоскости прямую y=−7 и параболу y=9−x2.
Шаг 2. Случай (1): y=−7.
Из x+y=a получаем x=a+7 — при любом a ровно одна точка. Условие x≥−3 даёт a+7≥−3, т. е. a≥−10.
Итак, в случае (1): одно решение при a≥−10 и ни одного при a<−10.
Шаг 3. Случай (2): y=9−x2.
Подставляем y=a−x: 9−x2=a−x, т. е.
x2−x+(a−9)=0.
Количество корней. D=1−4(a−9)=37−4a.
- a>9,25: D<0, корней нет;
- a=9,25: один корень x=0,5 (он ≥−3);
- a<9,25: два различных корня.
Расположение корней относительно −3. Рассмотрим f(x)=x2−x+(a−9): ветви вверх, абсцисса вершины 0,5>−3, а f(−3)=9+3+a−9=a+3.
- Если f(−3)≥0, т. е. a≥−3, то оба корня лежат правее −3 (или один из них равен −3) — оба подходят.
- Если f(−3)<0, т. е. a<−3, то точка −3 лежит между корнями: один корень меньше −3 (не подходит), другой больше — подходит.
Итак, в случае (2): два решения при −3≤a<9,25, одно при a<−3 и при a=9,25, ни одного при a>9,25.
Шаг 4. Сводим в таблицу.
| a | a<−10 | −10≤a<−3 | −3≤a<9,25 | a=9,25 | a>9,25 |
|---|
| решений в случае (1) | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| решений в случае (2) | 1 | 1 | 2 | 1 | 0 |
| всего (без учёта совпадений) | 1 | 2 | 3 | 2 | 1 |
Шаг 5. Учитываем совпадения решений.
Решение из случая (1) может совпасть с решением из случая (2). Тогда точка лежит и на прямой, и на параболе: −7=9−x2, x=±4. Условие x≥−3 оставляет x=4, точка (4;−7), и a=x+y=4−7=−3.
Значит, при a=−3 решений не 3, а 2. Проверка: при a=−3 случай (2) даёт x2−x−12=0, x=4 или x=−3, т. е. точки (4;−7) и (−3;0); случай (1) даёт ту же точку (4;−7). Различных решений два.
При a=9,25 совпадения нет: точки (0,5;8,75) и (16,25;−7) различны.
Шаг 6. Итог. Ровно два решения при −10≤a<−3, при a=−3 и при a=9,25.
Ответ: a∈[−10;−3]∪{9,25}.