برای حل این سوال، ابتدا نگاهی به معادله داده شده میاندازیم:
معادله سهمی: \( y = -mx^2 + mx + 1 \)
معادله خط: \( y = -m - x \)
برای پیدا کردن تعداد نقاط مشترک بین سهمی و خط، باید دو معادله را برابر قرار دهیم و معادله را حل کنیم:
\[
-mx^2 + mx + 1 = -m - x
\]
حال معادله را به شکل استاندارد درآوریم:
\[
-mx^2 + (m+1)x + (1+m) = 0
\]
برای بررسی تعداد ریشههای این معادله درجه دوم، باید Δ (دلتا) را بررسی کنیم.
فرمول Δ برای یک معادله درجه دوم \( ax^2 + bx + c = 0 \) به شکل زیر است:
\[
\Delta = b^2 - 4ac
\]
با جایگذاری در فرمول:
\[
\Delta = (m+1)^2 - 4(-m)(1+m)
\]
محاسبهی Δ:
\[
\Delta = (m+1)^2 + 4m(1+m)
\]
\[
\Delta = m^2 + 2m + 1 + 4m + 4m^2
\]
\[
\Delta = 5m^2 + 6m + 1
\]
حال شرایط برای تعداد ریشهها:
1. **اگر Δ > 0**: دو ریشه حقیقی متمایز (دو نقطه مشترک)
2. **اگر Δ = 0**: یک ریشه حقیقی دوگانه (یک نقطه مشترک)
3. **اگر Δ < 0**: بدون ریشه حقیقی (هیچ نقطه مشترکی)
پس بررسی کنیم برای چه مقادیری از \( m \)، Δ صفر میشود:
\[
5m^2 + 6m + 1 = 0
\]
حل این معادله درجه دوم (مثلاً با روش مربع کامل) مشخصکننده مقادیر \( m \) است که موجب همخطی سهمی و خط میشود:
با استفاده از فرمول حل معادله درجه دو:
\[
m = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
\]
در اینجا \( a = 5 \)، \( b = 6 \) و \( c = 1 \):
رادیکال محاسبه میکنیم:
\[
b^2 - 4ac = 6^2 - 4 \times 5 \times 1 = 36 - 20 = 16
\]
بنابراین:
\[
m = \frac{-6 \pm \sqrt{16}}{10} = \frac{-6 \pm 4}{10}
\]
دو مقدار ممکن \( m \):
\[
m_1 = \frac{-2}{10} = -0.2 \quad \text{(Invalid, not an integer)}
\]
\[
m_2 = \frac{-10}{10} = -1 \quad \text{(Valid)}
\]
با حل این محاسبات، میبینم که همانطور که در سوال توضیح داده شده است، برای \( m = -1 \) ریشهها با هم تلاقی دارند و دلیل وجود این مقدار است که موجب همپوشانی نقاط بین سهمی و خط میشود. روس تنظیمات دیگر این شروط که موجب همپوشانی میشود ممکن است در سوال بعدی با شما به اشتراک گذاشته شود. بنابراین تنها مقدار صحیح دیگر \( m \) که موجب همراستایی سهمی و خط میشود، وجود ندارد.
جواب نهایی: 2