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用判别式法求值域常见错误辨析
判别式法是求函数值域的重要方法之一,它主要适用于分式型二次函数,或可通过换元法转化为二次函数的一些函数求值域问题。判别式法的理论依据是:任何一个函数的定义域应是非空数集,故将原函数看成关于x的方程应有实数解,从而求出y的值域。判别式法虽然用起来很方便,但如果不加注意,却很容易产生错误,下面就大家容易出错的情形举例加以说明。
1 忽视对二次方程的二次项系数加以讨论
求函数y=的值域。
错解 y=, yx2+yx-6y=x2+x-1,
(y-1)x2+(y-1)x-6y+1=0----------------------------------- = 1 \* GB3 ①
因为方程 = 1 \* GB3 ①是关于x的方程,它有实根的充要条件是
=(y-1)2-4(y-1)(-6y+1)0,
(y-1)(5y-1) 0, y1 或y,
原函数的值域为{y| y1 或y且yR}.
分析 事实上,当y-1=0,即y=1时,方程 = 1 \* GB3 ①不再是关于x的方程了,就不能再用判别式了。正确解法是:
y=, (y-1)x2+(y-1)x-6y+1=0-------- = 1 \* GB3 ①
当y-1=0,即y=1时,方程 = 1 \* GB3 ①为-5=0,恒不成立;
当y-10,即y1时,=(y-1)2-4(y-1)(-6y+1)0,
(y-1)(5y-1) 0, y1 或y且y1
综上,得原函数的值域为{y| y1 或y且yR}.
2 将原函数转化为方程时为非同解变形
求函数y=x-的值域。
错解 y=x-, y-x=---------------------- = 1 \* GB3 ①
(y-x)2=1-x, x2-(2y-1)x+y2-1=0--------------- = 2 \* GB3 ②
由=(2y-1)2-4(y2-1) 0,解得y,故原函数的值域为{y| y且yR}.
分析 事实上,当y=时,代入 = 2 \* GB3 ②得x=,而解法中 = 1 \* GB3 ①式到 = 2 \* GB3 ②式不是同解变形,把x=代入 = 1 \* GB3 ①式得到y=,故y=只适合于方程x-y=-,不适合原方程y-x=-。简言之,由 = 2 \* GB3 ②解得的y,仅对方程 = 2 \* GB3 ②有实根而言是正确的,但不是所给原函数的值域。本题的正确解法是:
令t=,则t0,得1-x=t2,x=1-t2,
则y=1-t-t2=-(t+)2+。又t0,t1,
故原函数的值域为{y| y1且yR}.
3 分子分母有公因式,不能转化为二次方程,则不能用判别式法
求函数y=的值域。
错解 y= (x1),----------------------- = 1 \* GB3 ①
yx2-y=x2+x-2, (y-1)x2-x-y+2=0--------- = 2 \* GB3 ②
当y-1=0,即y=1时,由 = 2 \* GB3 ②得x=1(舍去),y1;
当y-10,即y1时,=1-4(y-1)(-y+2)0得(2y-3)20, yR。
综上可得,原函数的值域为{y| y1且yR}。
分析 事实上,当y=,即=时,解得x=1,而当x=1时原函数没有意义,故y。产生错误的原因在于,当x=1时,(y-1)x2-x-y+2的值等于零,所以x=1是方程 = 2 \* GB3 ②的根,但不属于原函数的定义域,所以方程 = 2 \* GB3 ②与方程 = 1 \* GB3 ①不同解,故函数y=不能转化为二次方程,用二次方程的理论行不通。本题正确的解法是:
原函数可化为y==(x1),
即y=1+(x1),
0,
原函数的值域为且
4 用换元法转化为分式型二次函数后忽略新变量的限制条件
求函数的值域。
错解 令,则
或
显然,原函数的值域为且。
分析 事实上,当时,由方程,而显然不成立。错因在于方程中,故对方程应该是在上要有实根,而不是在整个实数集上有实根,此题可用函数的单调性求值域:易证函数在区间上是单递增的,故当时,函数取到最小值,故所求函数的值域为且。
本题也可以按以下的方法来求解:令,则
又
解得。
故所求函数的值域为且。
求函数的值域。
错解 由万能公式???
令
原函数的值域为且。
分析 在这种解法中利用万能公式,增加了限制条件,而原函数中当且仅当时函数值等于,所以漏解。本题的正确结果为:值域为且。
总之,教师在教各种方法时,不仅要使学生会用这种方法,同时
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