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高中数学中的“铁三角”

2014-10-17王新明

理科考试研究·高中 2014年8期
关键词:铁三角横坐标交点

王新明

在高中化学中,我们知道Fe、Fe3+、Fe2+是铁哥们——“铁三角”关系.其实,在高中数学中,也有这样的“铁三角”——一元二次方程、一元二次函数、一元二次不等式.它们之间唇齿相依.本文撷取几例进行分析.

例1二次函数y=ax2+bx+c(x∈R)的部分对应值如下表:

x-3-2-101234

y60-4-6-6-406

则不等式ax2+bx+c>0的解集是.

分析本题常规思路是先求出二次函数的表达式,再解不等式,但如果我们能抓住它们之间的联系,则可使问题的解决简短明快.我们根据表格中所给出的信息不难得到二次函数的图象开口向上,且图象和x轴的两个交点为(-2,0)和(3,0),而要解不等式ax2+bx+c>0,实际上就是要求相应的二次函数值为正(图象在x轴上方)时所对应的自变量x的取值范围.结合二次函数的图象可得不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|x>3或x<-2}.

例2若关于x的不等式(a2-1)x2-(a-1)x-1<0的解集为R,求a的取值范围.

分析由于该不等式二次项系数含有字母,属于假二次不等式,我们应分类讨论.

(1)当a2-1=0时,即a=1或-1.若a=1,原不等式即为-1<0,解集为R;若a=-1,原不等式即为2x-1<0,解集为{x|x<12},不合题意.(2)当a2-1≠0时,原不等式的解集为R就等价于相应的二次函数y=(a2-1)x2-(a-1)x-1的函数值恒小于0(图象恒在x轴下方),所以便有a2-1<0,Δ<0.解得-35

综合(1)(2)得a的取值范围是-35

例3已知关于x的不等式ax2+bx+c<0的解集是{x|x<-2或x>-12},求不等式ax2-bx+c>0的解集.

分析由题意知-2,-12是二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴交点的横坐标且a<0,也是二次方程ax2+bx+c=0的两个根,故有a<0,-2+(-12)=-ba-2×(-12)=ca,,即a<0,b=52ac=a.,则不等式ax2-bx+c>0可化为ax2-52ax+a>0.因为a<0,所以2x2-5x+2<0,即120的解集为{x|12

例4设二次函数f(x)=ax2+bx+c(a>0),方程f(x)-x=0的两个根x1、x2满足0

分析由于方程的根就是相应函数图象与x轴交点的横坐标,利用这一关系可使本题迎刃而解.

在高中化学中,我们知道Fe、Fe3+、Fe2+是铁哥们——“铁三角”关系.其实,在高中数学中,也有这样的“铁三角”——一元二次方程、一元二次函数、一元二次不等式.它们之间唇齿相依.本文撷取几例进行分析.

例1二次函数y=ax2+bx+c(x∈R)的部分对应值如下表:

x-3-2-101234

y60-4-6-6-406

则不等式ax2+bx+c>0的解集是.

分析本题常规思路是先求出二次函数的表达式,再解不等式,但如果我们能抓住它们之间的联系,则可使问题的解决简短明快.我们根据表格中所给出的信息不难得到二次函数的图象开口向上,且图象和x轴的两个交点为(-2,0)和(3,0),而要解不等式ax2+bx+c>0,实际上就是要求相应的二次函数值为正(图象在x轴上方)时所对应的自变量x的取值范围.结合二次函数的图象可得不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|x>3或x<-2}.

例2若关于x的不等式(a2-1)x2-(a-1)x-1<0的解集为R,求a的取值范围.

分析由于该不等式二次项系数含有字母,属于假二次不等式,我们应分类讨论.

(1)当a2-1=0时,即a=1或-1.若a=1,原不等式即为-1<0,解集为R;若a=-1,原不等式即为2x-1<0,解集为{x|x<12},不合题意.(2)当a2-1≠0时,原不等式的解集为R就等价于相应的二次函数y=(a2-1)x2-(a-1)x-1的函数值恒小于0(图象恒在x轴下方),所以便有a2-1<0,Δ<0.解得-35

综合(1)(2)得a的取值范围是-35

例3已知关于x的不等式ax2+bx+c<0的解集是{x|x<-2或x>-12},求不等式ax2-bx+c>0的解集.

分析由题意知-2,-12是二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴交点的横坐标且a<0,也是二次方程ax2+bx+c=0的两个根,故有a<0,-2+(-12)=-ba-2×(-12)=ca,,即a<0,b=52ac=a.,则不等式ax2-bx+c>0可化为ax2-52ax+a>0.因为a<0,所以2x2-5x+2<0,即120的解集为{x|12

例4设二次函数f(x)=ax2+bx+c(a>0),方程f(x)-x=0的两个根x1、x2满足0

分析由于方程的根就是相应函数图象与x轴交点的横坐标,利用这一关系可使本题迎刃而解.

在高中化学中,我们知道Fe、Fe3+、Fe2+是铁哥们——“铁三角”关系.其实,在高中数学中,也有这样的“铁三角”——一元二次方程、一元二次函数、一元二次不等式.它们之间唇齿相依.本文撷取几例进行分析.

例1二次函数y=ax2+bx+c(x∈R)的部分对应值如下表:

x-3-2-101234

y60-4-6-6-406

则不等式ax2+bx+c>0的解集是.

分析本题常规思路是先求出二次函数的表达式,再解不等式,但如果我们能抓住它们之间的联系,则可使问题的解决简短明快.我们根据表格中所给出的信息不难得到二次函数的图象开口向上,且图象和x轴的两个交点为(-2,0)和(3,0),而要解不等式ax2+bx+c>0,实际上就是要求相应的二次函数值为正(图象在x轴上方)时所对应的自变量x的取值范围.结合二次函数的图象可得不等式ax2+bx+c>0的解集为{x|x>3或x<-2}.

例2若关于x的不等式(a2-1)x2-(a-1)x-1<0的解集为R,求a的取值范围.

分析由于该不等式二次项系数含有字母,属于假二次不等式,我们应分类讨论.

(1)当a2-1=0时,即a=1或-1.若a=1,原不等式即为-1<0,解集为R;若a=-1,原不等式即为2x-1<0,解集为{x|x<12},不合题意.(2)当a2-1≠0时,原不等式的解集为R就等价于相应的二次函数y=(a2-1)x2-(a-1)x-1的函数值恒小于0(图象恒在x轴下方),所以便有a2-1<0,Δ<0.解得-35

综合(1)(2)得a的取值范围是-35

例3已知关于x的不等式ax2+bx+c<0的解集是{x|x<-2或x>-12},求不等式ax2-bx+c>0的解集.

分析由题意知-2,-12是二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴交点的横坐标且a<0,也是二次方程ax2+bx+c=0的两个根,故有a<0,-2+(-12)=-ba-2×(-12)=ca,,即a<0,b=52ac=a.,则不等式ax2-bx+c>0可化为ax2-52ax+a>0.因为a<0,所以2x2-5x+2<0,即120的解集为{x|12

例4设二次函数f(x)=ax2+bx+c(a>0),方程f(x)-x=0的两个根x1、x2满足0

分析由于方程的根就是相应函数图象与x轴交点的横坐标,利用这一关系可使本题迎刃而解.

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