Здравствуйте Иван Андреевич!
Я не есть профессиональный математик, и в моей памяти нет школьно-олимпиадных методов решения подобных задач.
Я могу потратить несколько часов и решить Вашу задачу в популярном приложении Маткад, который умеет строить красивые графики и страхует меня от ошибок. Пример решения Вы можете посмотреть на странице консультации
rfpro.ru/question/202485 (ссылка) .
Устроит ли Вас такой метод решения?