判别式求值域

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正确用判别式法求值域“着重点”辨析

用判别式法求函数的值域是求值域的一种重要方法之一,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。但在用判别式法求值域时因忽视一些“着重点”而经常出错,下面针对“着重点”一一加以辨析

着重点1 对二次方程的二次项系数是否为零加以讨论

例1 求函数3

22122+-+-=x x x x y 的值域。 错解 原式变形为0)13()12()12(2=-+-+-y x y x y (*)

∵R x ∈,∴0)13)(12(4)12(2≥----=∆y y y ,解得

21103≤≤y 。 故所求函数的值域是]21,103[

分析 把21=y 代入方程(*)显然无解,因此21=y 不在函数的值域内。事实上,21=y 时,方程(*)的二次项系数为0,显然用“∆”来判定其根的存在情况是不正确的,因此要注意判别式存在的前提条件,即需对二次方程的二次项系数加以讨论。

正解 原式变形为0)13()12()12(2=-+-+-y x y x y (*)

(1)当2

1=

y 时,方程(*)无解; (2)当2

1≠y 时,∵R x ∈,∴0)13)(12(4)12(2≥----=∆y y y ,解得2

1103<≤y 。 由(1)、(2)得,此函数的值域为)21,103[ 着重点2 将原函数转化为方程时应等价变形

例2 求函数1++=x x y 的值域。

错解 移项平方得:()011222=+++-y x y x ,

由()014)]12([22≥+---=∆y y 解得43

≥y ,则原函数的值域是⎪⎭

⎫⎢⎣⎡+∞,43. 分析 由于1-=

-x x y 平方得()011222=+++-y x y x ,这种变形不是等价变

形,实际上扩大了x 的取值范围,如果从原函数定义域1≥x ,那么11≥++

=x x y ,显然⎪⎭

⎫⎢⎣⎡+∞∈,43

y 是错误的。 正解 令1-=x t ,则t ≥0,得12+=t x ,∴432112

2+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=++=t t t y , 又 t ≥0,∴14321012

2=+⎪⎭⎫ ⎝⎛+≥++=t t y , 故原函数的值域为[)+∞∈,1y

着重点3 整体换元后新旧变量的限制条件要一致

例3 求函数5

422++=x x y 的值域 错解 令42+=x t ,则1

2+=t t y ,∴02=+-y t yt ,由0412≥-=∆y 及0>y 得值域为]2

1,0(∈y 。

分析 解法中忽视了新变元t 满足条件2≥t 。

正解 设y t yt t f +-=2)(,0>y ,),2[+∞∈t , ⎪⎪⎪⎩

⎪⎪⎪⎨⎧>≤>>≥∆2210)2(0)2(0,0y f f y 或520≤<⇔y 。故函数得值域为]520,(。

着重点4 力求先化简,不盲目用判别式法

当用分子分母有公因式时,不能转化为二次方程再用判别式法,而应先约去公因式

例4 求函数1

222--+=x x x y 的值域 错解 1

222--+=x x x y )1(±≠x ----------------------①

∴222-+=-x x y yx ,即()0212=+---y x x y ---------②

当01=-y ,即1=y 时,由②得1=x (舍去),∴1≠y ;

当01≠-y 即1≠y 时,()()02141≥+---=∆y y x 得()0322

≥-y , ∴R y ∈。 综上可述,原函数的值域为{y |1≠y 且R y ∈}。

分析 事实上,当23=y ,即1

222--+x x x =23时,解得1=x ,而当1=x 时原函数没有意义,故2

3≠y 。错误的原因在于,当1=x 时,()212+---y x x y 的值为零,所以1=x 是方程②的根,但它不属于原函数的定义域,所以方程②与方程①不同解,故函数1

222--+=x x x y 不能转化为二次方程,用二次方程的理论行不通。 正解 原函数可化为y =)1)(1()1)(2(+--+x x x x =)

1()2(++x x )1(±≠x ,即111++=x y )1(±≠x , 11+x 0≠,1≠∴y 且2

3≠y 故原函数的值域为{y |1≠y 且23≠

y }。