用判別式法求函式值域的方法

2022-07-05 06:00:05 字數 2290 閱讀 4340

例1求函式y=的值域

解:∵2x2+2x+1=2(x+)2+>0

∴函式的定義域為r,

將原函式等價變形為(2y-1)x2+(2y+2)x+y+3=0,

我認為在此後應加上:關於x的方程(2y-1)x2+(2y+2)x+y+3=0有實數解

例2求函式y=的值域

解:由x2+x-6≠0得x≠2,x≠-3

∴函式的定義域為

由原函式變形得:(y-1)x2+(y-4)x-6y-3=0

我認為在此之後應加上:關於x的方程(y-1)x2+(y-4)x-6y-3=0有實數根且至少有一根不為2且不為-3

例1及例2也需要作此修正,本人認為,這些文字說明對於整個題目的解題過程起著統帥作用,同時也暴露出作者的思維過程,不能略去。

思考之二:對於形如y=中分子分母都有公因式的處理方法

中處理方法是要驗證△=0時對應的y值,該文中是這樣的說明的:由於函式變形為方程時不是等價轉化,故在考慮判別式的同時,還需對△=0進行檢驗,若對應的自變數在函式的定義域內,則y值在值域內,否則捨去。

但在文2中例2中第2小題並沒有對△=0進行檢驗,得出正確結果,這就使讀者很困惑,究竟什麼情況要檢驗,什麼情況不進行檢驗呢?

我認為有關形如y=中分子分母都有公因式的處理方法第一種可以按例2中約去公因式的方法,這已經不是判別式法的範圍之內,不在討論之列,第二種處理方法仍然用判別式法,只不過在例1的解法基礎上稍加改動即可,例3 求函式求函式y=的值域

解:由x2+x-6≠0得x≠2,x≠-3

∴函式的定義域為

由原函式變形得:(y-1)x2+(y-4)x-6y-3=0

我認為在此之後應加上:關於x的方程(y-1)x2+(y-4)x-6y-3=0有實數根且至少有一根不為2且不為-3

(1)當y=1時,代入方程求得x= -3,而x≠-3,因此y≠1

(2)當y≠1時關於x的方程(y-1)x2+(y-4)x-6y-3=0為一元二次方程,可以驗證x=-3為該方程的根,x=2不是該方程的根,因此只有兩個根都為-3時不滿足題意,其餘都符合題意,因此只需△≠0,即可得出即可得出y≠

由上可知:原函式的值域為

上述作題步驟也適用於分子分母沒有公因式的情況,

例4 求函式y=的值域

解:由已知得x≠-1且x≠3,將原函式化為(y-1)x2-(2y-1)x-3y-1=0

由題意得關於x的方程(y-1)x2-(2y-1)x-3y-1=0有解且至少有一解不為3和-1

(1)當y=1時,x= -4,∴y可以取1

(2)當y≠1時,關於x的方程(y-1)x2-(2y-1)x-3y-1=0為一元二次方程,

顯然可以驗證x=3和x= -1不是該方程的解

因此只需△≥0即可,以下過程略

思考之三:該方法的適用範圍不僅適用於分式形式,對於二次函式同樣適用,

如:求函式y=x2-3x+5的值域

解:由已知得關於x的方程x2-3x+5-y=0有實數解,因此△≥0即(-3)2-4(5-y)≥0

∴y≥∴所求函式的值域為

練習: 求函式的值域。

錯解原式變形為 (*)

∵,∴,解得。

故所求函式的值域是

分析把代入方程(*)顯然無解,因此不在函式的值域內。事實上,時,方程(*)的二次項係數為0,顯然用「」來判定其根的存在情況是不正確的,因此要注意判別式存在的前提條件,即需對二次方程的二次項係數加以討論。

正解原式變形為

(1)當時,方程(*)無解;

(2)當時,∵,∴,解得。

由(1)、(2)得,此函式的值域為

例5 求函式的值域。

錯解移項平方得:,

由解得,則原函式的值域是.

分析由於平方得,這種變形不是等價變形,實際上擴大了的取值範圍,如果從原函式定義域,那麼,顯然是錯誤的。

正解令,則t0,得, ,

又0, ,

故原函式的值域為

例6 求函式的值域

錯解令,則,∴,由及得值域為。

分析解法中忽視了新變元滿足條件。

正解設,,,

。故函式得值域為。

當用分子分母有公因式時,不能轉化為二次方程再用判別式法,而應先約去公因式

例7 求函式的值域

錯解,即---------

當,即時,由得(捨去),;

當即時,得, 。

綜上可述,原函式的值域為。

分析事實上,當,即=時,解得,而當時原函式沒有意義,故。錯誤的原因在於,當時, 的值為零,所以是方程的根,但它不屬於原函式的定義域,所以方程與方程不同解,故函式不能轉化為二次方程,用二次方程的理論行不通。

正解原函式可化為== ,即,

,且故原函式的值域為。

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