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二次函数是很多高中数学问题得以解决的依托,二次函数根的分布是学习的难点,也往往是高考压轴题解答的基石,因此,重视二次函数根的分布规律探讨具有非常重要的现实意义。
例1若方程ax2-2x+1=0(a>0)的两根满足条件:较小根小于1,较大根在1、3之间,求a的取值范围。
图1
分析:主要是找“较小根小于1,较大根在1、3之间”的一个充要条件,可通过图像去观察。如图1。
解:令f(x)=ax2-2x+1(a>0),由题意可知:若“较小根小于1,较大根在1、3之间”,
则满足f(1)<0,
f(3)>0,即a-1<0,9a-5>0,故a∈59,1。
例2m为何实数时,x2+2mx+2m+1=0在x|-4 解:令f(x)=x2+2mx+2m+1,如图2,由题意可知:
Δ>0,
f(-4)>0,
f(0)>0,
-4<-m<0。即(2m)2-4(2m+1)>0,
17-6m>0,
2m+1>0,
0 图2
解得m∈1+2,176。
思考:根的分布问题可分为两类:当两根分布在同一区间上时,此时只须考虑区间端点对应的函数值符号即可;当两根分布在同一区间上时,须考虑三个方面:判别式Δ的符号、区间端点对应的函数值的符号、对称轴的范围。当然,并不是所有的根的分布问题都非要用此种方法,我们只须找到根的分布的一个充要条件即可。
例3若方程x2-mx-m+3=0的两根满足条件:一根在0与1之间,另一根在1与2之间,求m的集合。
图3
分析:如图3,由上述理论可知,应有:
f(0)f(1)<0,f(1)f(2)<0,
即(3-m)(4-2m)<0,(4-2m)(7-3m)<0,
解得2 例4设二次函数fx=ax2+bx+ca>0,方程fx-x=0的两个根x1,x2满足0 分析:在已知方程fx-x=0有两根的情况下,根据函数与方程根的关系,可以写出函数fx-x的表达式,从而得到函数f(x)的表达式。
证明:由题意可知f(x)-x=a(x-x1)·(x-x2)。
因为0 所以a(x-x1)(x-x2)>0。
所以当x∈0,x1时,f(x)>x。
又f(x)-x1=a(x-x1)(x-x2)+x-x1=(x-x1)(ax-ax2+1),
x-x1<0,且ax-ax2+1>1-ax2>0,所以f(x) 例5已知二次函数f(x)=ax2+bx+1(a,b∈R,a>0),设方程f(x)=x的两个实数根为x1和x2。
(1)如果x1<2-1;
(2)如果x1<2,x2-x1=2,求b的取值范围。
分析:条件x1<2 解:设g(x)=f(x)-x=ax2+(b-1)·x+1,则g(x)=0的两根为x1和x2。
(1)由a>0及x1<20,即4a+2b-1<0,16a+4b-3>0,即
3+3·b2a-34a<0,-4-2·b2a+34a<0。
两式相加得b2a<1,所以,x0>-1。
(2)由(x1-x2)2=b-1a2-4a, 可得2a+1=(b-1)2+1。
又x1x2=1a>0,所以x1,x2同号。
所以x1<2,x2-x1=2等价于0 或x2<-2 即g(2)>0,g(0)>0,2a+1=(b-1)2+1,
或g(-2)>0,g(0)>0,2a+1=(b-1)2+1。
解得b<14或b>74。
作者单位:河南师范大学附属中学高1605班
例1若方程ax2-2x+1=0(a>0)的两根满足条件:较小根小于1,较大根在1、3之间,求a的取值范围。
图1
分析:主要是找“较小根小于1,较大根在1、3之间”的一个充要条件,可通过图像去观察。如图1。
解:令f(x)=ax2-2x+1(a>0),由题意可知:若“较小根小于1,较大根在1、3之间”,
则满足f(1)<0,
f(3)>0,即a-1<0,9a-5>0,故a∈59,1。
例2m为何实数时,x2+2mx+2m+1=0在x|-4
Δ>0,
f(-4)>0,
f(0)>0,
-4<-m<0。即(2m)2-4(2m+1)>0,
17-6m>0,
2m+1>0,
0
解得m∈1+2,176。
思考:根的分布问题可分为两类:当两根分布在同一区间上时,此时只须考虑区间端点对应的函数值符号即可;当两根分布在同一区间上时,须考虑三个方面:判别式Δ的符号、区间端点对应的函数值的符号、对称轴的范围。当然,并不是所有的根的分布问题都非要用此种方法,我们只须找到根的分布的一个充要条件即可。
例3若方程x2-mx-m+3=0的两根满足条件:一根在0与1之间,另一根在1与2之间,求m的集合。
图3
分析:如图3,由上述理论可知,应有:
f(0)f(1)<0,f(1)f(2)<0,
即(3-m)(4-2m)<0,(4-2m)(7-3m)<0,
解得2
证明:由题意可知f(x)-x=a(x-x1)·(x-x2)。
因为0
所以当x∈0,x1时,f(x)>x。
又f(x)-x1=a(x-x1)(x-x2)+x-x1=(x-x1)(ax-ax2+1),
x-x1<0,且ax-ax2+1>1-ax2>0,所以f(x)
(1)如果x1<2
(2)如果x1<2,x2-x1=2,求b的取值范围。
分析:条件x1<2
(1)由a>0及x1<2
3+3·b2a-34a<0,-4-2·b2a+34a<0。
两式相加得b2a<1,所以,x0>-1。
(2)由(x1-x2)2=b-1a2-4a, 可得2a+1=(b-1)2+1。
又x1x2=1a>0,所以x1,x2同号。
所以x1<2,x2-x1=2等价于0
或g(-2)>0,g(0)>0,2a+1=(b-1)2+1。
解得b<14或b>74。
作者单位:河南师范大学附属中学高1605班