При каких значениях p вершины парабол и
расположены по разные стороны от оси x?
Абсцисса вершины параболы определяется по формуле Для данных парабол это точки p и 2p.
Ордината вершины находится подстановкой
в уравнение параболы. Для данных парабол получаем:
и
Вершины парабол находятся по разные стороны от оси абцсисс, если ординаты их вершин имеют разные знаки.
Два множителя имеют разные знаки тогда и только тогда, когда их произведение отрицательно. Тем самым, требуется решить неравенство Заметим, что первый множитель меньше нуля при всех значениях p, поэтому на него можно разделить, изменив знак неравенства на противоположный. Имеем:
Произведение двух сомножителей больше нуля, если они имеют один и тот же знак (см. рис.). Таким образом, получаем ответ:
Примечание.
Ординату вершины параболы также можно найти по формуле




Есть два случая.
1. Ордината первой вершины ВНИЗУ, а ветви направлены вверх, ордината второй вершины ВВЕРХУ, а ветви направлены вниз — параболы, пересекаясь, образуют фигуру, отдаленно похожую на эллипс в области пересечения. Этот случай по сути рассмотрен здесь.
2. Когда первая парабола целиком НАД осью Х, а вторая целиком ПОД осью Х. Тогда критерий не отрицательность произведения, а только расположение (по ординате) первойой вершины над второй, т. е. Yв1>Yв2, или -(p^2)-1>4*(p^2)+p
Можно рассмотреть подслучай 2.1), когда они касаются вершинами при Y=0, и включить его как частный случай 2)-го.
С комментарием почему 2) и 2.1) не имеют решений: 5*(p^2)+p+1, D=-19<0.
Боюсь, что даже подготовленный ученик, начнёт именно с рассмотрения 2-го случая, причём посчитав его единственно возможным. Получит что решений нет, и будет долго озадаченно чесать в затылке. Поэтому в решении нужно уточнить что это (1 сл.) возможно, и в конце концов является ЕДИНСТВЕННЫМ решением, только потому, что в условии не говорится что по разные стороны оси Х должны быть не САМИ параболы, а только их вершины.
В вашем первом случае параболы могут и вовсе не пересекаться. Но это не имеет значения для решения задачи. Ваш второй случай неверен: нужно не неравенство
а неравенство
и наоборот.