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一元二次方程根的分布

来源:用户分享 时间:2025/6/4 4:23:53 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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解之得0?a?3.

变式:解:原方程即为 (x + 1)(x + 3m-2)=0,所以方程两根分别为-1, 2-3m,而-1在(-3,1)上,则由题意,另一根

15

满足 -3<2-3m<3 ? -

33

例4.解:依题意有

???4(m?1)2?4?4(2m?3)?0? ?m?11. ?(m?1)?0??2m?3?0?例5.解:设y?f(x)?x2?2(m?1)x?2m?6.

(1) 依题意有f(2)?0,即4?4(m?1)?2m?6?0,得m??1. (2) 依题意有

?f(0)?2m?6?075? ?f(1)?4m?5?0 解得:??m??.

54?f(4)?10m?14?0? (3)方程至少有一个正根,则有三种可能:

例6.解:(1)条件说明抛物线f(x)=x2+2mx+2m+1与x轴的交点分别在区间(-1,0)和(1,2)内,则

1?m???2?f(0)?2m?1?0,??f(?1)?2?0,?m?R,51????1 ? ??m??, ?62?f(1)?4m?2?0,?m??2,???f(2)?6m?5?0?m??5?6?∴实数m的范围是(?,?).

??m??1或m?5???0????3?m??1. m??3 ①有两个正根,此时可得?f(0)?0,即???2(m?1)m?1?0????2 ②有一个正根,一个负根,此时可得f(0)?0,得m??3.

?6?2m?0 ③有一个正根,另一根为0,此时可得? ?m??3.

?2(m?1)?0综上所述,得m??1.

5612?f(0)?0,?f(1)?0,?(2)据抛物线与x轴交点落在区间 (0,1) 内,列不等式组?

??0,???0??m?11?m??,?2?1?m??1, ? -

9

∴ 实数m的范围是(?,1?2].

变式:解:设f(x) = 2x2 – 2(2a-1)x + a+2,则原方程两根都属于 (-3, 3)的充要条件为

△≥0 4(2a-1)2 – 8(a+2)≥0 f(-3)>0 18+6(2a-1)+a+2>0 f(3)>0 ? 18-6(2a-1)+a+2>0

2a-12a-1 -3< <3 -3< <3

22143-21 3+21 26? -

134411

143-21 3+21 26

故a的取值范围是 (- , ] ∪[ , ).

134411

例7.解一:二次方程两个根都小于1,其充要条件为

??(2m?1)2?4m(m?2)?0(1)? ?m[m?(2m?1)?m?2]?0(2)

?2m?1???1(3)2m?12???????

???

(1)即为8m2?12m?1?0,它的解集是(??,3?73?7]?[,??). 44(2)即为m(2m?1)?0,它的解集是(??,?)?(0,??). (3)的解集是(??,0)?(,??).

121413?7,??). 所以,m的取值范围是(??,?)?[24解二:二次方程mx2?(2m?1)x?m?2?0有两个根的充要条件是??0.

设两根为x1,x2,由于x1,x2都小于1,即x1?1?0,x2?1?0,其充要条件为:

?(x1?1)?(x2?1)?0 ?

?(x1?1)(x2?1)?0即

?x1?x2?2?0 ?

xx?(x?x)?1?012?12因此,方程两个根都小于1的充要条件是:

??(2m?1)2?4m(m?2)?0??2m?1?2?0 ? m???m?22m?1??1?0?m?m以下同解法一(略).

解三:令y?x?1,原方程转化为m(y?1)2?(2m?1)(y?1)?m?2?0,即

my2?(4m?1)y?2m?1?0 (*)

因为原方程两根都小于1,所以方程(*)的两个实根都小于0,其充要条件是:

10

????0??4m?1?0 ??m??2m?1?0??m同样可求出m的取值范围(略). 变式:解:∵f(0)=1>0

(1)当m<0时,二次函数图象与x轴有两个交点且分别在y轴两侧,符合题意.

???0?(2)当m>0时,则?3?m解得0<m≤1

?0??m综上所述,m的取值范围是{m|m≤1且m≠0}.

例8.解析1:函数y?f(x)在区间[-1,1]上有零点,即方程f(x)?2ax2?2x?3?a=0在[-1,1]上有解,

?af(?1)?0?af(1)?0?? a=0时,不符合题意,所以a≠0,方程f(x)=0在[-1,1]上有解<=>f(?1)?f(1)?0或???4?8a(3?a)?0?1?a?5???1?[?1.1]??a?3?7?3?7或a?5?a?或a≥1. 22?3?7所以实数a的取值范围是a?或a≥1.

2解析2:a=0时,不符合题意,所以a≠0,又

或a?12x2?1∴f(x)?2ax?2x?3?a=0在[-1,1]上有解,?(2x?1)a?3?2x在[-1,1]上有解??在[-1,1]上有解,

a3?2x2x2?1问题转化为求函数y?[-1,1]上的值域;设t=3-2x,x∈[-1,1],则2x?3?t,

3?2x21(t?3)?217t∈[1,5],y???(t??6),

2t2t7t2?7设g(t)?t?.g'(t)?2,t?[1,7)时,g'(t)?0,此函数g(t)单调递减,t?(7,5]时,g'(t)>0,此函数g(t)单调

tt1递增,∴y的取值范围是[7?3,1],∴f(x)?2ax2?2x?3?a=0在[-1,1]上有解?∈[7?3,1]?a?1或

a223?7。 2例9.解:原函数即为 y (x2-3x+2)=x+1,

yx2-(3y+1)x+2y-1=0, ① 由题意,关于x的方程①在(1,2)上有实根.

易知y<0, 令f(x)= yx2-(3y+1)x+2y-1,则f(1)= -2<0, f(2)= -3<0,所以方程①在(1,2)上有实根当且仅当 ? △≥0

? 1<3y+1 <2 ,解得y≤-5-26 . ?2y

∴ 原函数的值域为 (-?, -5-26 ].

例10.解:以(0,0), (1,1)为端点的线段所在直线为y=x,代入抛物线方程得:

x = 2x2-mx+m 即 2x2-(m+1)x+m=0, ①

由题意,方程①在区间(0, 1)上有实根,令f(x) = 2x2-(m+1)x+m,则当且仅当 a?? 11

?? 0< m+1 <1? m-6m+1≥0

4f(0)·f(1)<0或 ? ? m<0或 ? -1

? m>0 f(0)>0

?? f(1)>0

2

△≥0

2 且m≠0.

故m的取值范围为 (-?, 0)∪(0, 3-22 ].

巩固练习

1.解:易知x1 = -1是方程的一个根,则另一根为x2 = m-4

且仅当 -1< <1,即

3m-135

)∪( , +?). 24

2.解:令t?2x,当x?(??,1)时,t?(0,2).

由于t?2x是一一映射的函数,所以x在(??,1)上有两个值,则t在(0,2)上有两个对应的值.因而方程

m-4

,所以原方程有且仅有一个实根属于( -1, 1)当3m-1

m-4

+1>03m-1

?

m-4 -1 <03m-1

4m-5

>03m-135

? m< - 或m> ,∴ m的取值范围为 (-?,-

2m+324 >03m-1

???

???

mt2?(2m?1)t?m?0在(0,2)上有两个不等实根,其充要条件为 ?(2m?1)2?4m2?0(1)?2m?0(2)?? ?m(9m?2)?0(3)

??0?2m?1?2(4)??2m?1由(1)得: m?,

4由(2)得: m?0,

2由(3)得: m?0或m?,

911由(4)得: ?m?.

622121??m?,即m的取值范围为(,).

9494123.解:设f(x) = (2m?1)x?2mx?(m?1),由于f(x)是二次函数,所以2m+1 ≠ 0,即m ≠ - .

23

f(x) =0在(1,2)上有且仅有一个实根当且仅当f(1)·f(2)<0 ? (5m+3)(m-2)<0 ? -

5

311

综上得:m的取值范围是(- , - )∪(- , 2).

5222

4.令二次函数f(x) = (m-1)x+(3m+4)x+m+1,则m-1 ≠ 0,即m ≠ 1. f(x)=0的两个实根均在(-1,1)上,当且仅当 ???(3m?4)2?4(m?1)(m?1)?0,?3m?4??12?211?12?2114?1,??1??或?m?? ? ?4?m?2m?2?555?(m?1)f(?1)?0,???(m?1)f(1)?0.?12?211?12?2114}?{m|?m??}. 5552

5.解:令f(x) = x+(a-1)x+1,则满足题意当且仅当

∴ m的取值范围为{m|?4?m? 12

△= (a-1)2-4>0

a-1

3 0< - <2

2 解得 - ≤a<-1.

2

f(0)≥0 f(2)≥0

3

∴ a的取值范围是 [ - , -1).

2

?????

6.证明 (1)pf(mm2m)?p[p()?q()?r] m?1m?1m?1pmqrpmp?pm[??]?pm[?](m?1)2m?1m(m?1)2m?2m(m?2)?(m?1)22?pm[](m?1)2(m?2)?1?p2m,

(m?1)2(m?2)由于f(x)是二次函数,故p≠0, 又m>0, 所以,pf((2)由题意,得f(0)=r, f(1)=p+q+r, ①当p>0时,由(1)知f(若r>0,则f(0)>0,又f(

m)<0. m?1m)<0, m?1mm)<0,所以f(x)=0在(0,)内有解; m?1m?1prpr若r≤0,则f(1)=p+q+r=p+(m+1)(-?)+r=?>0,

m?2mm?2mmm又f()<0,所以f(x)=0在(,1)内有解 m?1m?1②当p<0时同理可证 故方程f(x)=0在(0,1)内恒有解.

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