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数形结合解2020高中数学联赛难题:根号相加还带绝对值的函数

更新时间:作者:小小条

此题虽是高中数学联赛的难题,但是还是适合高考的,可以作为高考的压轴填空题或大题。

此题的难点在于:这个方程的左边带有两个根号,根号里面又还有绝对值;而等号右边是一“常数”b。题目说当此方程恰有三个实数解时,a+b的值是多少?

数形结合解2020高中数学联赛难题:根号相加还带绝对值的函数

首先,a,b是多少?它们本身又是变量,只知道都是正数,怎么求a+b的值?

另外题目有个条件,b是此方程的其中一个解,那就可以代入,求出a与b的关系式,从而减轻问题的难度。

但如果只想到这些,也只是初步的,问题的根本是什么?

问题的核心就在于:如果把方程等号两边分别看成函数f(x),g(x),那等号右边就只有一个“常数”b,它是平行于x轴的直线;而等号左边f(x)是这样的函数:


怎么画出它的美丽图像呢?只有通过数形结合,把它的草图画出来!那你自然就会想到求导,利用函数单调性和极值点,画草图。问题是此函数似乎过于复杂,怎么办?

别怕,通过对x分类讨论,把它的“厚棉袄”绝对值卸下来,因为还没有到冬天,呵呵,说说笑。

绝对值去了,就变成了分段函数!

再求导,利用单调性,再画草图也就顺理成章了。

最后一步:方程有且仅有三个解,等价于什么呢?不就是直线y=b与f(x)的图像有且仅有三个交点吗?其中有个交点就是解决此题的钥匙,详细的解答见图:

此图右下角f(x)的图像已经画出,请试试补上y=b的图像,使他们有且仅有三个交点!

本文已有视频讲解,详见我的主页,点击左下角链接:

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