другое решение уравнения приведёт к пустому множеству
Действительно приводит, извините, что плохо о Вас подумал. Таким образом, в неявном случае Ваши выкладки верны и я не вижу хорошего продолжения.
Всё же думаю, что в условии опечатка, то есть в левом части стоит

и случай явный.
Тогда обнуление производных даст

варианта. И никаких проблем с разрешимостью, муторно только.