含参方程的解法
含参方程的解法
一题多解训练,就是启发和引导同学们从不同的角度、不同的思路,用不同的方法和不同的运算过程去分析、解答同一道数学题的练习活动,从而提高综合运用已学知识解答数学问题的技巧,锻炼思维的灵活性,促进同学们长知识、长智慧,开阔同学们的思路,引导同学们灵活地掌握知识之间的纵横联系,培养和发挥创造性.
例 若方程x 2-32x =k 在区间(-1,1)内有实数解,试求实数k 的取值范围. 分析 本题考查方程在区间内有实数解,考查根的分布问题,由于函数与方程的关系密切,所以解决本题可以利用根的分布得出满足条件的不等式,进而求解;也可以通过构造函数,利用数形结合思想求解.所以有以下几种方法.
解 方法一 令f (x )=x 2
-32x -k . 若方程x 2
-32x =k 在区间(-1,1)内有两个实数解, 则有????? Δ≥0,f 1>0,
f -1>0.
解得-916≤k <-12. 若方程x 2-32
x =k 在区间(-1,1)内有一个实数解,
则有f (-1)·f (1)<0,或????? f -1=0,f 1>0,或????? f 1=0,f -1>0. 解得-12≤k <52
. 综上所述,实数k 的取值范围为[-916,52
). 评注 本方法是利用根的分布,分别讨论有一解、两解的情况,最后把解集取并集即可.
方法二 因为f (x )=x 2
-32x -k 的对称轴x =34∈(-1,1),更确切地说,x =34
在(0,1)内, 所以方程x 2
-32x =k 在区间(-1,1)内有实数解满足的条件是?????
Δ≥0,f -1>0. 解得-916≤k <52. 所以实数k 的取值范围为[-916,52
). 评注 该解法的特点是发现了本题的特殊性,即对称轴在已知的区间内,从而迅速将难题破解.
方法三 若方程x 2
-32x =k 在(-1,1)内有实数解,令y =x 2-32x ,x ∈(-1,1)的值域为M ,
则原方程在(-1,1)内有实数解,只需k ∈M 即可.
根据函数y =x 2-32x 的对称轴为x =34,且x ∈(-1,1), 可知函数在x =34
处取得最小值, 即y min =(34)2-32×34=-916
; 函数在x =-1处取得最大值,即y max =1+32=52
. 所以-916≤k <52
. 所以实数k 的取值范围为[-916,52
). 评注 该解法的妙处在于将原问题转化为求二次函数的值域问题,运用了化归与转化思想,而对于值域问题的处理,也就简单多了.
方法四 令f (x )=x 2
-32x ,x ∈(-1,1),g (x )=k . 若方程x 2
-32x =k 在(-1,1)内有实数解, 则只需f (x )和g (x )的图象在(-1,1)内有交点即可,如图所示.
显然-916≤k <52
. 所以实数k 的取值范围为[-916,52
).
评注该解法很好地将一个代数问题转化为图象交点问题,运用了数形结合的思想,而且该解法还能进一步对解的个数进行讨论.