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1:(根在区间上的分布)

布情况

两根都在()n m ,内

两根有且仅有一根在()n m ,内

(图象有两种情况,只画了一种) 一根在()n m ,内,另一根在()

q p ,内,q p n m <<<

大致图象(

>a )

得出的结论

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

a ∆>⎧⎪

>⎪⎪

>⎨⎪⎪<-<⎪⎩

()()0<⋅n f m f

()()()()0

000f m f n f p f q ⎧>⎪

<⎪⎨<⎪⎪>⎩

或()()()()0

0f m f n f p f q <⎧⎪⎨

<⎪

⎩ 大致图象(

得出的结论

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

a ∆>⎧⎪

<⎪⎪

<⎨⎪⎪<-<⎪⎩

()()0<⋅n f m f

()()()()0000

f

m f n f p f q ⎧<⎪>⎪⎨>⎪⎪<⎩

或()()()()

0f m f n f p f q <⎧⎪⎨<⎪⎩

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 <⎧⎪⎨

<⎪⎩; (2)0a <时,()()0

f m f n >⎧⎪⎨>⎪⎩

总结:两根在同一区间,需考虑:

两根在相异区间,需考虑:

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 ,内有以下特殊情况:

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 ,内,从而可以求出参数的值。2︒ 方程有且只有一根,且这个根在区间()n m ,内,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内,如若不在,舍去相应的参数。

例1::方程()2

220mx m x -++=在区间()1,3上有一根,求m 的取值范围。

因为()10f =,所以()()()2

2212mx m x x mx -++=--,另一根为

2

m

,由213m <<得223m <<即为所求;

例2:方程2

4260x mx m -++=有且一根在区间()3,0-内,求m 的取值范围。

分析:①由()()300f f -<即()()141530m m ++<得出15314

m -<<-;②由0∆=即()2

164260m m -+=得出1m =-或32m =,当1m =-时,根()23,0x =-∈-,即1m =-满足题意;当3

2

m =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()()221210m x mx m +-+-=有一正根和一负根,求实数m 的取值范围。 解:由 ()()2100m f +< 即 ()()2110m m +-<,从而得1

12

m -<<即为所求的范围。

例2、已知方程()2210x m x m -++=有两个不等正实根,求实数m 的取值范围。 解:由

()()0102200m f ∆>⎧⎪

-+⎪->⎨⎪>⎪⎩

⇒ ()2

1

8010

m m m m ⎧+->⎪>-⎨⎪>⎩ ⇒ 3

30m m m ⎧<->+⎪

⎨>⎪⎩⇒ 03m <<-3m >+

例3、已知二次函数()()()2

22433y m x m x m =+-+++与x 轴有两个交点,一个大于1,一个小于1,求实

数m 的取值范围。

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

22

m -<<即为所求的范围。

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,求实数m 的取值范围。

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 <-即为所求范围。

(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内,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

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

对于开口向下的情况,讨论类似。其实无论开口向上还是向下,都只有以下两种结论:

(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 =-⎧⎨

=⎩

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