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高中数学二次函数分类讨论经典例题

例1(1)关于x 的方程0142)3(22=++++m x m x 有两个实根,且一个大于1,一个小于1,求m 的取值范围;
(2)关于x 的方程0142)3(22=++++m x m x 有两实根都在)4,0[内,求m 的取值范围; ⑶关于x 的方程0142)3(22=++++m x m x 有两实根在[]3,1外,求m 的取值范围
(4)关于x 的方程0142)3(22=++++m x m mx 有两实根,且一个大于4,一个小于4,求m 的取值范围.
例3已知函数3)12()(2--+=x a ax x f 在区间]2,2
3[-上的最大值为1,求实数a 的值。

解(1)令142)3(2)(2++++=m x m x x f ,∵对应抛物线开口向上,∴方程有两个实根,且一个大于1,一个小于1等价于0)1(<f (思考:需要0>∆吗?),即.4
21-<m (2)令142)3(2)(2++++=m x m x x f ,原命题等价于
.55271,5370142)3(81601420)142(4)3(442)3(200)4(0)0(2-≤<-⇔⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥-≤-<<->++++≥+⇔⎪⎪⎪⎩
⎪⎪⎪⎨⎧≥+-+<+-<≥≥m m m m m m m m m m f f (3)令142)3(2)(2++++=m x m x x f ,原命题等价于
⎩⎨⎧<<0)3(0)1(f f 即⎩
⎨⎧<++++<++++0142)3(690142)3(21m m m m 得.421-<m (4)令142)3(2)(2++++=m x m mx x g ,依题得
⎩⎨⎧<>0)4(0g m 或,0
)4(0⎩⎨⎧><g m 得.01319<<-m 例2(1)已知函数2)(2-+=a ax
x f ,若0)(<x f 有解,求实数a 的取值范围;
(2)已知x x x f 4)(2+-=,当]1,1[-∈x 时,若a x f >)(恒成立,求实数a 的取
值范围。

解:(1)0)(<x f 有解,即022<-+a ax 有解2)1(2<+⇔x a 有解1
22+<⇔x a 有解⇔.2|1
2|max 2=+<x a 所以).2,(-∞∈a (2)当]1,1[-∈x 时,a x f >)(恒成立⇔.)]([min a x f >又当]1,1[-∈x 时,5)1()]([min -=-=f x f ,所以).5,(--∞∈a
【评注】“有解”与“恒成立”是很容易搞混的两个概念。

一般地,对于“有解”与“恒成立”,有下列常用结论:(1)a x f >)(恒成立⇔a x f >min )]([;(2)
a x f <)(恒成立⇔a x f <max )]([;(3)a x f >)(有解⇔a x f >max )]([;
(4)a x f <)(有解⇔.)]([min a x f <
分析:这是一个逆向最值问题,若从求最值入手,首先应搞清二次项系数a 是否为零,如果)(,0x f a ≠的最大值与二次函数系数a 的正负有关,也与对称轴
a
a x 2210-=的位置有关,但f(x)的最大值只可能在端点或顶点处取得,解答时必须用讨论法。

解、0=a 时,3)(--=x x f ,
)(x f 在]2,2
3[-上不能取得1,故0≠a . )0(3)12()(2≠--+=a x a ax x f 的对称轴方程为.2210a
a x -= (1)令1)2
3
(=-f ,解得3
10-=a , 此时]2,23[20230-∈-=x , 因为0<a ,)(0x f 最大,所以1)23(=-f 不合适。

(2)令1)2(=f ,解得43=a , 此时]2,23[310-∈-=x , 因为]2,2
3[31,0430-∈-=>=
x a ,且距右端点2较远,所以)2(f 最大,合适。

(3)令1)(0=x f ,得)223(2
1±-=a , 验证后知只有)223(2
1--=a 才合适。

综上所述,43=a ,或).223(21+-=a。

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