近期有同學在高三第一輪複習時遇到了如下問題,題目不難,解法多多。題目及若干解法如下,老師特地整理出來給各位同學作為參考。
【關於高中數學其他各模塊講解,可在文末獲取。】
題目:求方程ax2+2x+1=0至少有一個負實根的充要條件。
這個問題中的「至少有一個負實根」也可以表述為「有負根」,這個問題也可以填空題的形式出現,改編如下:
改編:若方程ax2+2x+1=0至少有一負實根,則實數a的取值範圍是___
解法1:用一元二次方程根與係數關係求解
當a=0時,方程為2x+1=0,有一個負實根x=-0.5;
當a≠0時,方程為一元二次方程,顯然0不是方程的根。方程至少有一個負實根,有如下幾種情形:
解法2:用二次函數的圖像求解
當a=0時,方程為2x+1=0,有一個負實根x=-0.5;
當a≠0時,設f(x)= ax2+2x+1,則f(0)=1,所以函數圖像恆過點(0,1)。
當a<0時,拋物線開口向下,圖像與x軸的正半軸和負半軸各有一個交點,從而方程有一正根和一負根。
當a>0時,拋物線開口向上,對稱軸x=-1/a<0。由圖象可知,拋物線不可能與x軸的正半軸相交,若拋物線與x負半軸有公共點,
解法3:半分參,用定直線與動拋物線的位置關係求解
當a=0時,方程為2x+1=0,有一個負實根x=-0.5;
當a≠0時, ax2+2x+1=0至少有一個負實根,等價於方程ax2=-2x-1有負實根,等價於拋物線y=ax2與直線y=-2x-1在y軸左側有公共點。
當a<0時,拋物線開口向下,顯然拋物線y=ax2與直線y=-2x-1在y軸左右兩側各有一個公共點,即原方程有一正根和一負根。
當a>0時,拋物線開口向上,由圖像可知,拋物線y=ax2與直線y=-2x-1隻可能在y左側有公共點,此時方程ax2+2x+1=0有解,
解法4:分離參數,用動直線與定拋物線的位置關係求解
還可以這樣簡解:
簡解:因為方程ax2+2x+1=0有負實根,
所以當x<0時,a=-1/x2-2/x=-(1/x+1)2+1≤1,
當x=-1時等號成立,
故實數a的取值範圍是(-∞,1].
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