专题地图 › 函数的值域
2012 年湖北预赛 · 第 10 题
F3解答题函数的值域
已知正实数 a,b 满足 a2+b2=1,且
a3+b3+1=m(a+b+1)3,
求 m 的取值范围。
作答
这是解答题,请在纸上写出完整过程。写完后对照解答给自己评分。
解析
思路
用a+b替换对称三次式,约分后只剩一个单调分式。
解答
令t=a+b。由正性及平方和为1得 1<t≤2,且 ab=(t2−1)/2。所以
a3+b3+1=t3−3abt+1=2−t3+3t+2=2(2−t)(t+1)2.
于是 m=(2−t)/(2(t+1)),其导数为 −3/[2(t+1)2]<0。故
232−4≤m<41.
复核
下端在a=b=1/√2时达到;上端需t=1即ab=0,与严格正性矛盾,故不包含。
方法总结
对称式降为和参数后,值域端点必须对应检查正性。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
需用 a=cosθ,b=sinθ 将二元约束化为一元函数,再判断区间上的单调性并处理开闭端点,评为 F3。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:整体换元并求新变量范围
专题卡:根式、分式求值域:换一个新变量,并求准它的范围