求高中方程有解問題的處理方法高中數學解方程問題,要過程已有答案謝謝一定採納!

2021-03-07 10:02:01 字數 4312 閱讀 8833

1樓:匿名使用者

方程有解問題的常用處理辦法

方程 有解的問題實際上是求函式 零點的問題,判斷方程 有幾個解的問題實際上就是判斷函式 有幾個零點的問題,這類問題通常有以下處理辦法:

一、直接法

通過因式分解或求根公式直接求方程 的根,此法一般適合於含有一元二次(三次)的整式函式,或由此組合的分式函式。

例1(2023年福建理4)函式 的零點個數為( )

a. 0 b. 1 c. 2 d. 3

解:當 時,由 得 (捨去), ;當 時,由

得 ,所以函式 的零點個數為2,故選c。

二、圖象法

對於不能用因式分解或求根公式直接求解的方程 ,可以先轉化為方程 ,再在同一座標系中分別畫出函式 和 的圖象,兩個圖象交點的橫座標就是原函式的零點,有幾個交點原函式就有幾個零點。次法一般適合於函式解析式中既含有二次(三次)函式,又含有指數函式、對數函式或三角函式的函式型別。

例2(2023年湖北高考題)方程 的實數解的個數是

解析:在同一座標系中分別作出函式 和

的圖象,從圖中可得它們有兩個交點,即方程有兩個實數解。

三、導數法

在考查函式零點時,需要結合函式的單調性,並且適合用求導來求的函式,常用導數法來判定有無零點。

例3(2023年天津高考題)設函式 ,則 ( )

a. 在區間 內均有零點

b. 在區間 內均無零點

c. 在區間 內有零點,在區間 內無零點

d. 在區間 內無零點,在區間 內有零點

解析:令 ,令

所以函式 在區間 上是減函式,在區間 上是增函式,在 處取得極小值

,又 ,故選d。

四、利用零點存在性定理

利用該定理不僅要求函式 在 上是連續的曲線,且 ,還必須結合函式的圖象與性質(如單調性)才能確定函式有幾個零點。

例4 設 ,求函式 在區間 上有零點的概率。

解: ,易知函式 在區間 上單調遞增,若函式 在區間 上有零點,則 ,即 。所以當 時, 或 ;當 時, 或 ;當 時, 或 ;當 時, 或 ,故滿足條件的事件有8個,其中基本事件有 個,故所求事件的概率為

五、分離引數法

例5(2007廣東卷理20)已知 是實數,函式 如果函式 在區間 上有零點,求實數 的取值範圍。

解法1: 時, ,故

在區間 上有解

在區間 上有解

在區間 上有解

問題轉化為求函式 在區間 上的值域。

法一:設 ,令

隨變化的情況如下表:

— 0 +

1 的值域為

其圖象如圖所示:

由此可知可知: ,即 或

法二:令 則

利用對勾函式性質可得 即 ,故 或 .

解法2: 在區間 上有解 在區間 上有解

與 且 的圖象有交點

由+ + 0 — —

51 、 隨 變化的情況如下表:

函式 的草圖如下:

由圖可知: 或 .

評註:利用函式處理方程解的問題,方法如下:

(1)方程 在區間 上有解

與 的圖象在區間 上有交點

(2)方程 在區間 上有幾個解 與 的圖象在區間 上有幾個交點

例6 設函式

(1)若函式 在 上存在單調遞增區間,試求實數 的取值範圍;

(2)求函式的極值點。

解:(1)函式 在 上存在單調遞增區間 不等式 在 上有解

在 上有解

令 ,結合對勾函式性質知 ,所以

(2)令

於是問題轉化為求一元二次方程 在 上的解!

解法一:用直接法直接求解

因為 ,所以

①當 ,即 時,方程無解,所以沒有極值點;

② 當 ,即 時,對應的 ,但在 的左右兩側導數值 均大於0,所以沒有極值點;

③當 時, ,但 ,

所以方程在 無解,沒有極值點;

當 時, ,且 ,

其中 是極大值點, 是極小值點。

綜上所述, 時,沒有極值點; 時,有極大值點 ,極小值點 。

解法二:用零點存在性定理求解

方程 在 上要有解,要麼有一正根,一負根;要麼有兩個正根,

令 ①若方程有一正根,一負根,則應有 ,但事實上 ,所以矛盾!

②若方程有兩個正根,則

所以,當 時方程有兩個正根,即 和 為函式 的極值點;當 時,方程沒有正根,所以沒有極值點。

解法三:圖象法

由 分別畫出 和 的圖象

由圖可知當 時圖象有兩個交點,對應的方程有兩個正根,

即 和 為函式 的極值

點;當 時, 的左右兩側導數值 均大於0,所以沒有極值點;當 時,兩圖象沒有交點,方程沒有正根,所以沒有極值點。

評註:本題第(1)問是不等式有解問題,而第(2) 問是方程有解問題,採用了三種不同的方法來處理。

例7 已知 及 ,若 ,使 成立,求實數 的取值範圍。

解:易知 的值域為 , 的值域為

由 得 的取值範圍是 或 。

例8 已知函式 ,

其中 且

(1)判斷函式 的單調性;

(2)若 ,求函式 的最值;

(3)設函式 ,當 時,若對於任意的 ,總存在唯一的 ,使得 成立,試求 的取值範圍。

解:(1)

①當 時, 在 和 上是減函式,在 上是增函式;

②當 時, 在 和 上是增函式,在 上是減函式。

(2) ,所以

由(1)知 在 上是減函式且 在 上也是減函式

所以 在 上是減函式

當 時, ;當 時,

(3) ,

由(1)知 在 上是減函式,所以 ,即

又 ,在 上是增函式,所以 ,即

對任意 ,總存在唯一的 ,使得 成立,

,故只需 ,即 ,

為此令 ,則 在 上是增函式,

而且有 , ,所以 時,

故所求 的取值範圍是 。

評註:一般地:分別定義在區間 和 上的函式 ,

若 , ,使 成立

例9(2023年南昌市一模第21題)已知函式 在 處取到極值2.

(1)求 的解析式;

(2)設函式 .若對任意的 ,總存在唯一的 ( 為自然對數的底),使得 ,求實數 的取值範圍.

解: (1)

由 在 處取到極值2,故 , 即 ,

解得 ,經檢驗,此時 在 處取得極值.故

(2)由(1)知 ,故 在 上單調遞增,在 上單調遞減,

由 ,故 的值域為

依題意 ,記

(ⅰ)當 時, , 在 上單調遞減,依題意由 ,得 ,

(ⅱ)當 時, ,當 時, ,當 時,

依題意得: ……………………(ⅰ) 或 ……………………(ⅱ)

解不等式組(ⅰ)得 ,而不等式組(ⅱ)無解。 所以

(ⅲ)當 時, ,此時 , 在 上單調遞增,

依題意得: 即 此不等式組無解

綜上,所求 取值範圍為

本題的解法還可以優化為以下解法快速得解:

(2)解:

若對任意的 ,總存在唯一的 ( 為自然對數的底),使得

………………(ⅰ) 或 ………………(ⅱ)

不等式組(ⅰ)無解;解不等式組(ⅱ)得 , 故所求 取值範圍是

例10 設函式

求證:對任意 ,總存在 ,滿足 ,並確定這樣的 的個數。

解析:由於

於是原問題轉化為方程 在 內有解,並求解的個數。

方法一:令

因為 ,

(1)當 ,即 或 時,方程 在 內只有一解;

(2)當 ,即 時,方程 在 內有兩解;

(3)當 時,由 得 或 ,所以方程 在 內只有一解;

(4)當 時,由 得 或 ,所以方程 在 內也只有一解。

綜上所述,對任意 ,總存在 ,滿足 ,且 或 時,有唯一的 適合題意;當 時,有兩個 適合題意。

方法二:如圖所示,分別作出函式 和

的圖象,由圖可知:

當 或 時,方程在 內有一解;

當 時,方程在 內有兩解。

2樓:匿名使用者

一、直接法

通過因式分解或求根公式直接求方程

3樓:匿名使用者

方程有解一般就要考慮△≥0(△=b

高中數學解方程問題,要過程已有答案謝謝一定採納!

4樓:啦嘿嘿呦嘿

將n解出來,然後畫數軸,然後就是那個結果,一看就明白,希望可以幫助你。

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