摘要:y<3-2x对任意x∈R恒成立,求实数a的取值范围(我给出2种解法);
函数、方程、不等式,不仅是高一,也是高考重点。
曾经,不少中考成绩较好的同学,到了高中忽然感到很吃力。
如何让自己在高中有个好开端?
请看本文纯原创详细解析。
(1) y<3-2x对任意x∈R恒成立,求实数a的取值范围(我给出2种解法);
(2)求不等式y≥0的解集;
ax-(a+2)|x|+2=m++1有四个不同的实根,求实数a的取值范围(要求2种解法)。见到参数,一般都知道“分类讨论”。
但,如何分类,如何快速找准“临界点”,有时还真令人发愁。
本题,题干透露二次项系数a∈R,而在正规的二次函数解析式里面,a≠0。
所以,首先注意0是一个讨论点。
您是否发现,本题侧重“数形结合”的考查?
第(1)问的解法一:数形结合法。
顺驴下坡:他说“y<3-2x”,那就立即写上ax2-(a+2)x+2<3-2x。考场上讲究快速拿分。往下谁都会变为一元二次不等式标准形式:ax-ax-1<0。2-ax-1<0(a∈R)恒成立。凡是二次项系数含参数,首先注意二次项系数能否为0,即0是一个讨论点、临界点。
①当a=0时,不等式ax2-ax-1<0即-1<0,恒成立。故a=0满足题意。情形①②取并集,得-4<a≤0。
故,实数a的取值范围是{a|-4<a≤0}。
第(1)问的解法二:利用函数图像相切、求导。
∵y=ax2-(a+2)x+2,y<3-2x,∴设y22-(a+2)x+2,y3=-2x+3,由题意,y2的函数图象恒在y3的函数图象下方。①当二次项系数a=0时,y2=-2x+2,恒在y3=-2x+3的下方。故a=0满足题意。②当a≠0时,要使y2恒在y3的下方,必须并且只需y22与y3无交点。当y2与y3相切时,由y23的斜率得y2'=2ax-(a+2)=-2,x=0.5。将x=0.5代入y33=2,即y2与y3的切点坐标为(0.5,2)。即a×0.52-(a+2)×0.5+2<2,即a>-4,又开口向下a<0,故-4<a<0。
情形①②取并,得-4<a≤0。
故,实数a取值范围为{a|-4<a≤0}。
第(2)问求不等式y≥0的解集。
有同学说,让y=ax2-(a+2)x+2的图象开口向上且与x轴无交点,就保证y≥0了。那它的解集就是全体实数!不用求!
题目意思是,不管开口向上、向下,或者是一条直线,请你求解图象不在x轴下方时的自变量取值范围。而不是说整个图像全在x轴上方。
情形一:先讨论二次项系数为零:当a=0时:
y=ax2-(a+2)x+2=-2x+2,令y≥0,即-2x+2≥0,得x≤1。故,当a=0时y≥0的解集为{x|x≤1}。
情形二:当二次项系数a>0时:
2-(a+2)x+2=-2x+2可化为y=(x-1)(ax-2),方程(x-1)(ax-2)=0的两实根为和1。
即该抛物线与x轴两交点横坐标为和1,但尚不知谁大谁小。又得讨论。
哎呀!您是否发现,一切的灾祸,全是由于万恶的参数a引起的!
故,当a=2时y≥0的解集为x∈R。
②若>1,则0<a<2,此时y≥0的解集为大于大根或小于小根,即x≥或x≤1。
故,当0<a<2时,y≥0的解集为{x|x≥或x≤1}。
③若<1,则a>2,此时y≥0的解集为大于大根或小于小根,即x≥1或x≤。
故,当a>2时,y≥0的解集为{x|x≥1或x≤}。
情形三:当二次项系数a<0时:
抛物线开口向下,和1的大小关系为<1。
此情形y≥0的解集为大于小根且小于大根,即≤x≤1。
故,当a<0时,y≥0的解集为{x|≤x≤1}。
综上······。
第(2)问难度虽不算大,
但高一同学可能尚未完全征服这类细腻的分类讨论。
解题,先从大方向上考虑周全,然后别遗漏细节。
做过的典型题以及做错的题,注意领悟、反思、总结。
第(3)问的解法一:数形结合法。
他说“m>0”,则m+≥2=2,
25有关二次函数图像掺杂绝对值,常见图形如下图。
表示直线y=3及y=3上方的直线。原方程有四个不同的实根的充要条件是:y4和直线y5有四个不同交点。
故而在区间(-4+2,0)内,有限的a值,并不恒能满足y≥3的无限。
故满足题意的a的取值范围为(-∞,-4-2)。
第(3)问的解法二:代数法。
设t=|x|(t≥0,每个t对应两个不同的x值),原方程可化为at2-(a+2)t+2=m++1,设n=m++1≥2+1=3,
原方程有四个不同的实根,
等价于关于t的方程at21和t2)。要使该方程有两个不等正实根,须满足四个条件:
①二次项系数a≠0;
②判别式△=(a+2)22+4na>0;③两根之和大于零,即t1+t2=>0;
④两根之积大于零,即t1×t2=>0。
观察④,n≥3,则2-n<0,而>0,故a<0。如果以后出现a>0,立即舍。
观察③,>0,等价于a(a+2)>0,则a>0(舍)或a<-2。
①②③④取交集,a>-4+2与a<-2相矛盾,
故a<-4-2。
即满足题意的a的取值范围为{a|a<-4-2}。
【感悟提升】第(3)问,不仅要熟悉方程根的情况、求解不等式,还要注意转化技巧。如设t=|x|。另,掌握数形结合,不仅大题,选择填空也能快速拿下。
作者简介
中共党员,高中教务主任,常年兼任高中数学、物理、化学等科目。中考数学命题组成员。
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发文涉及科目主要有中考、高考数学,物理,化学,偶尔也有英语,作文。
整个高中,俺依然是您的良师益友。
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来源:金典教育