二次函数根的分布

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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、一元二次方程根的分布情况

02

=++c bx ax 设方程的不等两根为且,相应的二次函数为,

()2

00ax bx c a ++=≠12,x x 12x x <()2

0f x ax bx c =++=方程的根即为二次函数图象与轴的交点,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)

x

表一:(两根与0的大小比较即根的正负情况)

分布情况

两个负根即两根都小于0

()120,0x x <<两个正根即两根都大于0

()120,0x x >>一正根一负根即一个根小于0,一个大于0

()120x x <<大致图象(

>a

得出的结论

()00200

b a f ∆>⎧⎪⎪

-<⎨⎪>⎪⎩ ()0

0200

b a f ∆>⎧⎪⎪

->⎨⎪>⎪⎩

()00

0

得出的结论

()0

0200b a f ∆>⎧⎪⎪

-<⎨⎪<⎪⎩ ()0

0200

b a f ∆>⎧⎪⎪

->⎨⎪<⎪⎩

()00>f 综合结论(不讨论)

a ()0

0200b a a f ∆>⎧⎪⎪-<⎨

⎪⋅>⎪⎩ ()0

0200

b a a f ∆>⎧⎪⎪->⎨

⎪⋅>⎪⎩

()00<⋅f a

分布情况

两根都小于即 k

k x k x <<21,两根都大于即 k

k x k x >>21,一个根小于,一个大于即

k k

21x k x <<大致图象(

>a

得出的结论

()020b k a f k ∆>⎧⎪⎪

-<⎨⎪>⎪⎩ ()0

20

b k a f k ∆>⎧⎪⎪

->⎨⎪>⎪⎩

()0

0

得出的结论

()0

20b k a f k ∆>⎧⎪⎪

-<⎨⎪<⎪⎩ ()0

20

b k a f k ∆>⎧⎪⎪

->⎨⎪<⎪⎩

()0>k f 综合结论(不讨论

a ()0

20b k a a f k ∆>⎧⎪⎪-<⎨

⎪⋅>⎪⎩ ()0

20

b k a a f k ∆>⎧⎪⎪->⎨

⎪⋅>⎪⎩

()0<⋅k f a

k

k

k

分布情况

两根都在内

()n m ,两根有且仅有一根在内

()n m ,(图象有两种情况,只画了一种) 一根在内,另一根在()n m ,()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 或 ()()()()0

000f m f n f p f q ⎧>⎪

<⎪⎨<⎪⎪>⎩

()()()()0

0f m f n f p f q <⎧⎪⎨

<⎪

⎩大致图象(

0

得出的结论

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

a ∆>⎧⎪

<⎪⎪

<⎨⎪⎪<-<⎪⎩

()()0<⋅n f m f 或

()()()()0000

f

m f n f p f q ⎧<⎪>⎪⎨>⎪⎪<⎩

()()()()

0f m f n f p f q <⎧⎪⎨<⎪⎩综合结论(不讨论)

a ——————

()()0<⋅n f m f ()()()()⎪⎩⎪

⎧<<0

0q f p f n f m f 根在区间上的分布还有一种情况:两根分别在区间外,即在区间两侧,(图形分别如下)需满足

()n m ,12,x m x n <>的条件是

(1)时,;

(2)时,

0a >()()0

0f m f n <⎧⎪⎨<⎪⎩0a <()()

0f m f n >⎧⎪⎨>⎪⎩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内有以下特殊情况:

()n m , 若或,则此时不成立,但对于这种情况是知道了方程有一根为或,可以

1︒()0f m =()0f n =()()0f m f n < m n 求出另外一根,然后可以根据另一根在区间内,从而可以求出参数的值。如方程在区间

()n m ,()2

220mx m x -++=上有一根,因为,所以,另一根为

,由得()1,3()10f =()()()22212mx m x x mx -++=--2m 213m <

<2

23

m <<即为所求;

方程有且只有一根,且这个根在区间内,即,此时由可以求出参数的值,然后再将参数的值带2︒()n m ,0∆=0∆=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。如方程有且2

4260x mx m -++=一根在区间内,求的取值范围。分析:①由即得出;②()3,0-m ()()300f f -< ()()141530m m ++<15

314

m -<<-由即得出或,当时,根,即满足题意;当0∆=()2

164260m m -+=1m =-3

2

m =

1m =-()23,0x =-∈-1m =-时,根,故不满足题意;综上分析,得出或

32m =()33,0x =∉-32m =15

314

m -<<-1m =-根的分布练习题

例1、已知二次方程有一正根和一负根,求实数的取值范围。

()()2

21210m x mx m +-+-=m 解:由 即 ,从而得即为所求的范围。 ()()2100m f +< ()()

2110m m +-<112

m -<<例2、已知方程有两个不等正实根,求实数的取值范围。

()2

210x m x m -++=m 解:由

()()0102200m f ∆>

⎧⎪-+⎪-

>⎨

⎪>⎪⎩

⇒()2

18010

m m m m ⎧+->⎪>-⎨⎪

>⎩⇒

330m m m ⎧<->+⎪⎨>⎪⎩⇒或即为所求的范围。

03m <<-3m >+例3、已知二次函数与轴有两个交点,一个大于1,一个小于1,求实数的

(()()2

22433y m x m x m =+-+++x m 取值范围。

解:由 即 即为所求的范围。 ()()210m f +< ()()2210m m ++< ⇒1

22

m -<<

例4、已知二次方程只有一个正根且这个根小于1,求实数的取值范围。

()2

2340mx m x +-+=m 解:由题意有方程在区间上只有一个正根,则 即为所求范围。()0,1()()010f f < ⇒()4310m +< ⇒1

3

m <-

(注:对于可能出现的特殊情况方程有且只有一根且这个根在内,由计算检验,均不复合题意,计算量稍大)

()0,10∆=