二次方程根的分布情况归纳完整版

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二次方程根的分布与二次函数在闭区间上的最值归纳

1、一元二次方程02

=++c bx ax 根的分布情况

设方程()2

00ax bx c a ++=≠的不等两根为12,x x 且12x x <,相应的二次函数为()20f x ax bx c =++=,

方程的根即为二次函数图象与x 轴的交点,它们的分布情况见下面各表(每种情况对应的均是充要条件)

表一:(两根与0的大小比较即根的正负情况)

布情况

两个负根即两根都小于0

()120,0x x << 两个正根即两根都大于0

()120,0x x >>

一正根一负根即一个根小于0,一个大于0()120x x <<

大致图象(

>a )

得出的结论

()00200b a f ?>???

-?? ()0

0200

b a f ?>???

->??>?? ()00

致图象(

得出的结论

()00200b a f ?>???

-

0200

b a f ?>???

->??f

综合结论(不讨论a

()0

0200b a a f ?>???-?? ()0

0200

b a a f ?>???->???>?? ()00

布情况

两根都小于k 即 k x k x <<21, 两根都大于k 即 k x k x >>21, 一个根小于k ,一个大于k 即

21x k x <<

大致图象(

>a )

得出的结论

()020b k a f k ?>???

-?? ()0

20

b k a f k ?>???

->??>?? ()0

致图象(

得出的结论

()020b k a f k ?>???

-

20

b k a f k ?>???

->??k f

合结论(不讨论a )

()020b k a a f k ?>???-?? ()0

20

b k a a f k ?>???->???>?? ()0

k

k

k

布情况

两根都在()n m ,

两根有且仅有一根在()n m ,

(图象有两种情况,只画了一种) 一根在()n m ,,另一根在()q p ,,

q p n m <<<

致图象(

>a )

得出的结论

()()0002f m f n b m n

a ?>??

>??

>???<-

()()0

()()()

()0

000f m f n f p f q ?>?

?

或()()()()0

0f m f n f p f q

得出的结论

()()0002f m f n b m n

a ?>??

()()0

()()()()0000

f

m f n f p f q ???>??

或()()()()

0f m f n f p f q

综合结论(不讨论

a

——————

()()0

()()()()???

?

?<<0

0q f p f n f m f 根在区间上的分布还有一种情况:两根分别在区间()n m ,外,即在区间两侧12,x m x n <>,(图形分别如下)

需满足的条件是

(1)0a >时,()()00f m f n

f m f n >???>??

对以上的根的分布表中一些特殊情况作说明: (1)两根有且仅有一根在()n m ,有以下特殊情况:

1? 若()0f m =或()0f n =,

则此时()()0f m f n <不成立,但对于这种情况是知道了方程有一根为m 或n ,可以求出另外一根,然后可以根据另一根在区间()n m ,,从而可以求出参数的值。如方程()2

220

mx m x -++=在区间()1,3上有一根,因为()10f =,所以()()()22212mx m x x mx -++=--,另一根为2

m

,由213

m <<得

2

23

m <<即为所求; 2? 方程有且只有一根,且这个根在区间()n m ,,即0?=,此时由0?=可以求出参数的值,然后再将参数的

值带入方程,求出相应的根,检验根是否在给定的区间,如若不在,舍去相应的参数。如方程2

4260x mx m -++=有且一根在区间()3,0-,求m 的取值围。分析:①由()()300f f -<即()()141530m m ++<得出

15314m -<<-

;②由0?=即()2

164260m m -+=得出1m =-或32

m =,当1m =-时,根()23,0x =-∈-,即1m =-满足题意;当32m =时,根()33,0x =?-,故3

2

m =不满足题意;综上分析,得出15314m -<<-或

1m =-

根的分布练习题

例1、已知二次方程()()2

21210m x mx m +-+-=有一正根和一负根,数m 的取值围。

解:由 ()()2100m f +< 即 ()()2110m m +-<,从而得1

12

m -<<即为所求的围。

例2、已知方程()2

210x m x m -++=有两个不等正实根,数m 的取值围。

解:由

()()0102200m f ?>??

-+?->?

?>??

? ()2

18010

m m m m ?+->?>-??>? ? 3

30m m m ?<->+

??>??? 03m <<-3m >+

例3、已知二次函数()()()222433y m x m x m =+-+++与x 轴有两个交点,一个大于1,一个小于1,数m 的取值围。

解:由 ()()210m f +< 即 ()()2210m m ++< ? 1

22

m -<<即为所求的围。

例4、已知二次方程()2

2340mx m x +-+=只有一个正根且这个根小于1,数m 的取值围。

解:由题意有方程在区间()0,1上只有一个正根,则()()010f f < ? ()4310m +< ? 1

3

m <-即为所求围。

(注:本题对于可能出现的特殊情况方程有且只有一根且这个根在()0,1,由0?=计算检验,均不复合题意,

计算量稍大)

2、二次函数在闭区间[]n m ,上的最大、最小值问题探讨

设()()002

>=++=a c bx ax x f ,则二次函数在闭区间[]n m ,上的最大、最小值有如下的分布情况:

a

b n m 2-

<< n a b m <-

<2即[]n m a

b ,2∈- n m a

b

<<-

2 图象

最大、最小值 ()()

()()

n f x f m f x f ==min max

()()(){}

()?

?

?

??-==a b f x f m f n f x f 2,max min max

()()

()()

m f x f n f x f ==min max

(1)若[]n m a b

,2∈-,则()()()????????? ??-=n f a b f m f x f ,2,max max ,()()()?

????????

??-=n f a b f m f x f ,2,min min ; (2)若[]n m a

b

,2?-,则()()(){}n f m f x f ,m ax max =,()()(){}n f m f x f ,m in min = 另外,当二次函数开口向上时,自变量的取值离开x 轴越远,则对应的函数值越大;反过来,当二次函数开口向下时,自变量的取值离开x 轴越远,则对应的函数值越小。

二次函数在闭区间上的最值练习

二次函数在闭区间上求最值,讨论的情况无非就是从三个方面入手:开口方向、对称轴以及闭区间,以下三个例题各代表一种情况。

例1、函数()()2

220f x ax ax b a =-++≠在[]2,3上有最大值5和最小值2,求,a b 的值。

解:对称轴[]012,3x =?,故函数()f x 在区间[]2,3上单调。

(1)当0a >时,函数()f x 在区间[]2,3上是增函数,故()()()()max min

32f x f f x f ?=??=?? ? 32522a b b ++=??+=? ? 10a b =??=?; (2)当0a <时,函数()f x 在区间[]2,3上是减函数,故()()()()max min

23f x f f x f ?=?

?

=?? ? 25322b a b +=??++=?? 13a b =-??

=?

例2、求函数()[]221,1,3f x x ax x =-+∈的最小值。 解:对称轴0x a =

(1)当1a <时,()min 122y f a ==-; (2)当13a ≤≤时,()2min 1y f a a ==-; (3)当3a >时,()min 3106y f a ==-

改:1.本题若修改为求函数的最大值,过程又如何?

解:(1)当2a <时,()()max 3106f x f a ==-; (2)当2a ≥时,()()max 122f x f a ==-。

2.本题若修改为求函数的最值,讨论又该怎样进行?

解:(1)当1a <时,()()max 3106f x f a ==-,()()min 122f x f a ==-;

(2)当12a ≤<时, ()()max 3106f x f a ==-,()()2

min 1f x f a a ==-;

(3)当23a ≤<时,()()max 122f x f a ==-,()()2

min 1f x f a a ==-;

(4)当3a ≥时, ()()max 122f x f a ==-,()()min 3106f x f a ==-。

例3、求函数2

43y x x =-+在区间[],1t t +上的最小值。

解:对称轴02x =

(1)当2t <即2t >时,()2

min 43y f t t t ==-+;

(2)当21t t ≤≤+即12t ≤≤时,()min 21y f ==-; (3)当21t >+即1t <时,()2

min 12y f t t t =+=-

例4、讨论函数()2

1f x x x a =+-+的最小值。

解:()22

21,11,x a

x x a f x x x a x a

x x a ≥?+-+=+-+=?<-++?,这个函数是一个分段函数,由于上下两段上的对称轴分别为

直线12x =-

,12x =,当12a <-,1122a -≤<,1

2

a ≥时原函数的图象分别如下(1),(2),(3)

因此,(1)当

1

2

a<-时,()min13

24

f x f a

??

=-=-

?

??

(2)当

11

22

a

-≤<时,()()2

min

1

f x f a a

==+;

(3)当

1

2

a≥时,()min13

24

f x f a

??

==+

?

??

以上容是自己研究整理,有什么错误的地方,欢迎各位指正,不胜感激!

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