姚東鹽
含有絕對(duì)值的二次函數(shù)問(wèn)題一般難度較大.由于函數(shù)式中含有絕對(duì)值,所以解題的關(guān)鍵是如何去掉絕對(duì)值符號(hào),將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為常規(guī)的函數(shù)問(wèn)題來(lái)求解.通常有三種思路:分類討論、數(shù)形結(jié)合、等價(jià)轉(zhuǎn)化.
一、分類討論
分類討論法是處理絕對(duì)值問(wèn)題的常用方法.在解題時(shí),可令絕對(duì)值內(nèi)部的式子為0,求得零點(diǎn),然后用零點(diǎn)將函數(shù)定義域劃分為幾個(gè)區(qū)間段,在每個(gè)區(qū)間段上討論絕對(duì)值內(nèi)部式子的符號(hào),根據(jù)絕對(duì)值的性質(zhì)去掉絕對(duì)值符號(hào),將函數(shù)式轉(zhuǎn)化為分段函數(shù)來(lái)進(jìn)行討論.
例1 .已知 f(x)=-x2+2x -a ,當(dāng) a >0時(shí),對(duì)任意的x ≥0,不等式 f(x -1)≥2f(x)恒成立,求實(shí)數(shù) a 的取值范圍.
解:當(dāng)0≤x <a 時(shí),由 f(x -1)≥2f(x)得 x2+4x - 2a +1 ≥0 .令 g(x)=x2+4x -2a +1,則 g(x)在 [0, a)上單調(diào)遞增,因此 g(0)= 1- 2a ≥0,得 a ≤ ,所以0 <a <? .當(dāng) a ≤ x <a +1時(shí),x2-4x +1 +6a ≥0,令 h(x)=x2- 4x+1+6a,其對(duì)稱軸為 x =2,得0 <a<,所以 h(x)在 [a, a +1)上單調(diào)遞減,因此 h(a +1)=a2+4a -2≥0,得 a ≥? -2 或 a ≤-2- (舍去),所以 a ≥? -2 .當(dāng) x ≥1 +a 時(shí), x2+2a -3≥0恒成立,令φ(x)=x2+ 2a -3,φ(x)在 [a +1, +∞)上單調(diào)遞增,因此φ(a +1) =a2+4a -2≥0,解得 a ≥? -2 或 a ≤-2-? (舍去).綜上可得a 的取值范圍為[ -2,] .
本題中不僅含有絕對(duì)值,還含有參數(shù)a,需運(yùn)用分類討論法來(lái)求解.因?yàn)樗玫膮?shù)取值范圍是多個(gè)集合的并集,所以在分類討論時(shí),要做到不重復(fù)不遺漏任何一種分類情況,并且在討論完每一種情況后要綜合所得結(jié)果.
二、數(shù)形結(jié)合
在解答函數(shù)問(wèn)題時(shí),將數(shù)形結(jié)合起來(lái)能有效地提升解題的效率.對(duì)于含有絕對(duì)值的二次函數(shù)問(wèn)題,可根據(jù)給出的函數(shù)解析式繪制出函數(shù)的圖象,圖象中就會(huì)呈現(xiàn)出函數(shù)圖象的變化趨勢(shì)、單調(diào)性、最大值、最小值、對(duì)稱軸、周期等,這樣便可借助圖形來(lái)分析函數(shù)的最值、單調(diào)性、對(duì)稱性、周期性、奇偶性等.
例2 .若直線 y =1 與曲線 y =x2- x +a 有4個(gè)交點(diǎn),求實(shí)數(shù) a 的取值范圍.
解:
本題若采用常規(guī)方法,需對(duì)含有絕對(duì)值的式子進(jìn)行分類討論,解題過(guò)程較為繁瑣.于是采用數(shù)形結(jié)合法,作出兩函數(shù)的圖象,通過(guò)分析兩函數(shù)圖象的位置關(guān)系就能直觀地求得參數(shù)的取值范圍.
三、等價(jià)轉(zhuǎn)化
有些含有絕對(duì)值的二次函數(shù)問(wèn)題較為復(fù)雜,此時(shí)我們可采用等價(jià)轉(zhuǎn)化法,將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為恒成立問(wèn)題、距離問(wèn)題、函數(shù)最值問(wèn)題來(lái)求解.通過(guò)等價(jià)轉(zhuǎn)化,可將將未知的問(wèn)題化為已知的問(wèn)題,將復(fù)雜的問(wèn)題化為簡(jiǎn)單的問(wèn)題,將陌生的問(wèn)題化為熟悉的問(wèn)題.
例3 .已知 f(x)=ax2+bx +c,其中 a ∈ N?,b,c ∈Z,問(wèn)當(dāng) b >2a 時(shí),在[-1,1]上是否存在 x,使得f(x)>b 成立.
解:由 b >2a ,得- < -1,所以 f(x)在
[-1,1]上單調(diào)遞增且 b >0,所以 f(x)∈(a -b+c, a+ b +c).
①當(dāng) a +c >0時(shí),a +b +c >b >0,則f(1)>b,即存在 x =1,使得f(x)>b 成立;
②當(dāng) a +c <0時(shí),a -b +c <-b <0,則f(-1)>b,即存在 x =-1,使得f(x)>b 成立;
③當(dāng) a +c =0時(shí), f(x)∈(-b, b),不存在 x 使得f(x)>b 成立.
通過(guò)有效的轉(zhuǎn)化,將看似困難的絕對(duì)值二次函數(shù)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為較為簡(jiǎn)單的二次函數(shù)性質(zhì)問(wèn)題,根據(jù)二次函數(shù)的單調(diào)性和最值就能順利使問(wèn)題得解.
雖然含有絕對(duì)值的二次函數(shù)問(wèn)題較為復(fù)雜,但是我們只要抓住絕對(duì)值的特點(diǎn),明確二次函數(shù)的圖象和性質(zhì),分類進(jìn)行討論;繪制函數(shù)圖象,將數(shù)形結(jié)合;明確問(wèn)題的本質(zhì),進(jìn)行等價(jià)轉(zhuǎn)化,便能使問(wèn)題順利獲解.
(作者單位:江蘇省鹽城市明達(dá)高級(jí)中學(xué))