若曲线y^2=|x|+2与直线y=kx+b设有公共点,则k,b分别应满足的条件时

王朝知道·作者佚名  2012-07-12
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分類: 教育/科學 >> 理工學科 >> 數學
 
問題描述:

求详解!

參考答案:

题目中的“设”字应该是“没”字吧。

楼主的题目经常出现在零回答问题中。既然无人答,我来答答看。

这道题目初看上去挺难的。但其实不难,难在如何给你讲懂。

首先对曲线函数做处理,把绝对值符号去掉

y^2=x+2 ...... x ≥0

y^2=2-x ..... x ≤0

其函数曲线是关于y轴和x轴同时对称的。请楼主自己画一画,可以看到是由两条曲线构成。

首先 讨论 x ≥0 时。要求 “没有公共点”,即要求直线始终处于两条曲线之间。即要求 (kx+b)^2≤x+2 在 x∈[0,+∞]区间上恒成立。

设函数y=(kx+b)^2-(x+2)

=k^2 x^2+(2kb-1)x+b^2-2

如果 k≠0,那么这个函数就是一个x∈[0,+∞]上的半抛物线。并且当x趋于正无穷大时,抛物线没有端点,也趋向于正无穷大。也就是说,只要x足够大时候,y=(kx+b)^2-(x+2)一定可以大于0。因此“(kx+b)^2≤x+2 在 x∈[0,+∞]区间上恒成立”是不可能的。即如果如果 k≠0,那么题目中的曲线与直线必然有交点。因此,“曲线y^2=|x|+2与直线y=kx+b没有公共点”必须在k=0条件下才有可能实现。

在k=0时,直线方程化为 y=b。

y^2=x+2 所以 y=±√(x+2)

为保证无公共点,需要有

√(x+2)>b>-√(x+2) ....... (x≥0)

容易看出 √2>b>-√2

根据曲线函数的对称性,同理可知 以上结论在 x≤0时也成立。

最后,当 k=0 且√2>b>-√2时,曲线y^2=|x|+2与直线y=kx+b没有公共点。

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另外,本题目也可以通过如下思路考虑:

y^2=|x|+2 曲线的“瞬时斜率”随着|x|的增大而减小,当|x|趋于+∞时,“瞬时斜率”趋于0。所以要保证无交点,直线的斜率必须为0。

这个思路比较快,但对高中阶段来说,恐怕理解不上去。

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