每日一题:2020-09-08

每日一题: 2020-09-08

题目: 已知$f(x)=x^2+ax+3-a$, 若$-2\leq x\leq 2$ 时, $f(x)\geq 2$ 恒成立, 求实数$a$的范围.

参考思路 要使得$f(x)\geq 2$ 在$-2\leq x\leq 2$ 时恒成立, 即当$-2\leq x\leq 2$ 时$f(x)$ 的最 小值$f(x)_{min}\geq 2$, 结合二次函数图象 (1) 若对称轴即直线$x=-\frac{a}{2}$ 在直线$x=-2$ 的左侧, 则当$-2\leq x\leq 2$ 时, $f(x)$ 随$x$ 的增大而增大.此时, 问题等价于 \\[ \\left\\{\\begin{array}{lr} -\frac{1}{2}\lt -2 \\\\ f(x)_{min}=f(-2)=7-3a\geq 2 \\end{array}\\right. \\] 无解. (2) 若对称轴即直线$x=-\frac{a}{2}$ 在直线$x=-2$ 非左侧且在直线$x=2$ 非右侧, 则当 $-2\leq x\leq 2$ 时, $f(x)$ 随$x$ 的增大先减后增, 于是问题等价于 \\[ \\left\\{\\begin{array}{lr} -2\leq -\frac{a}{2}\leq 2 \\\\ f(x)_{min}=f(-\frac{a}{2})=3-a-\frac{a^2}{4}\geq 2 \\end{array}\\right. \\] 解得: $-4\leq a\leq 2\sqrt{2}-2$. (3) 若对称轴即直线$x=-\frac{a}{2}$ 在直线$x=2$ 的右侧, 则当$-2\leq x\leq 2$ 时, $f(x)$ 随着$x$ 的增大而减小. 于是问题等价于 \\[ \\left\\{\\begin{array}{lr} -\frac{a}{2}\gt 2 \\\\ f(x)_{min}=f(2)=7+a\geq 2 \\end{array}\\right. \\] 解得$-5\leq a\lt -4$. 综上所述, 实数$a$ 的取值范围是$-5\leq a\leq 2\sqrt{2}-2$.

每日一题:2020-09-07

每日一题: 2020-09-07

题目: 若对任意实数$x$, 关于$x$ 的不等式$(a^2-1)x^2-(a-1)x-1\lt 0$ 恒成立, 求实数$a$的取值范围.

参考思路 (1) 当$a^2-1=0$ 时, 则$a=\pm 1$. 当$a=1$ 时, 原不等式$-1\lt 0$, 满足题意; 当$a=-1$ 时, 原不等式$2x-1\lt 0\Rightarrow x\lt \frac{1}{2}$, 与题目不符. (2) 若$a\neq \pm 1$, 则有 \\[ \\left\\{\\begin{array}{lr} \Delta=(a-1)^2+4(a^2-1)\lt 0 \\\\ a^2-1\lt 0 \\end{array}\\right. \\] 解得: $-\frac{3}{5}\lt a\lt 1$. 综上, 实数$a$ 的取值范围是$-\frac{3}{5}\lt a\leq 1$.

每日一题:2020-09-06

每日一题: 2020-09-06

阅读: 在数学语言中, 把一些对象放在一起考虑时, 就说这些对象组成了一个集合. 这些对象
中的每一个, 都叫作这个集合的一个元素. 例如, 若$S$ 是一个集合, $a$ 是$S$ 的一个元素
, 记作$a\in S$, 读作”$a$ 属于$S$ “. 集合其中一种表示方法是列举法, 将集合中的元素一
一列举出来, 用大括号括起来, 相邻元素用逗号分隔. 例如, 小于$10$ 的正偶数组成的集合,
用列举法可以表示为{$2,4,6,8$}.
题目: 设$A$ 是由一些实数构成的集合, 若$a\in A$, 则$\frac{1}{1-a}\in A$, 且$1\notin A$.
(1) 若$3\in A$, 求集合$A$;
(2) 证明: 若$a\in A$, 则$1-\frac{1}{a}\in A$;
(3) 集合$A$ 中能否只有一个元素? 若能, 求出集合$A$; 若不能, 说明理由.

参考思路 (1) 由$\frac{1}{1-3}=-\frac{1}{2}; \frac{1}{1-(-\frac{1}{2})}=\frac{2}{3}; \frac{1}{1-\frac{2}{3}}=3$ 所以$A$={$3,-\frac{1}{2},\frac{2}{3}$}. (2) 证明: $\because a\in A\Rightarrow \frac{1}{1-a}\in A\Rightarrow \frac{1}{1-\frac{1}{1-a}}=\frac{1-a}{-a}=1-\frac{1}{a}\in A$. (3) 如果集合$A$ 只有一个元素, 则有$a=\frac{1}{1-a}\Rightarrow a^2-a+1=0$. 此二次方 程$\Delta=-3<0$, 没有实数解. 所以不可能只有一个元素.

每日一题:2020-09-05

每日一题: 2020-09-05

题目: 若方程$x^2-3x+1=0$ 的两根$\alpha,\beta$ 也是方程$x^6-px+q=0$ 的根, 其中$p,q$
均为整数, 试求$p,q$ 的值.

参考思路 由韦达定理: $\alpha+\beta+3, \alpha\beta=1\Rightarrow \alpha^2+\beta^2=(\alpha+\beta)^2-2\alpha\beta=7$ $\alpha^4+\beta^4=(\alpha^2+\beta^2)^2-2\alpha^2\beta^2=7^2-2=47$ 因为$\alpha,\beta$ 也是方程$x^6-px+q=0$ 的根, 则由 \\[ \\left\\{\\begin{array}{lr} \alpha^6-p\alpha^2+q=0 \\\\ \beta^6-p\beta^2+q=0 \\end{array}\\right. \\] 解得:$p=\frac{\alpha^6-\beta^6}{\alpha^2-\beta^2}=\alpha^4+\alpha^2\beta^2+\beta^4=48$ $q=\frac{\alpha^2\beta^2(\alpha^4-\beta^4)}{\alpha^2-\beta^2}=\alpha^2\beta^2(\alpha^2+\beta^2)=7$

每日一题:2020-09-04

每日一题:2020-09-05

题目: 设二次方程$x^2+(a^2-1)x+a-2=0$ 有一根比$1$ 大, 另一根比$1$ 小, 求实数$a$ 的范围.

参考思路 设$f(x)=x^2+(a^2-1)x+a-2$, 由题意得: \\[ \\left\\{\\begin{array}{lr} \Delta=(a^2-1)^2-4(a-2)\gt 0 \\\\ x_1x_2=a-2\lt 0 \\\\ f(-1)=-(a^2-a)\lt 0 \\\\ f(1)=a^2+a-2\lt 0 \\end{array}\\right. \\] 解得: $-2\lt a\lt 0$

每日一题:2020-09-03

每日一题: 2020-09-03

题目: 已知关于$x$ 的方程$x^3+(1-a)x^2-2ax+a^2=0$ 有且只有一个实根, 求实数$a$ 的范围.

参考思路 原方程变形为$(x-a)(x^2+x-a)=0\Rightarrow x=a$ 或$x^2+x-a=0$, 因为$x=a$ 是方程唯一的实根, 所以, 方程$x^2+x-a=0$ 无实数根, 故 $\Delta=1+4a\lt 0\Rightarrow a\lt -\frac{1}{4}$

每日一题:2020-09-02

每日一题: 2020-09-02

题目: 当$a,b$ 为何值时, 方程$x^2+2(1+a)x+(3a^2+4ab+4b^2+2)=0$ 有实根?

参考思路 因为方程有实根, 所以判别式 $\Delta=4[(1+a)^2-(3a^2+4ab+4b^2+2)]=-4[(1-a)^2+(a+2b)^2]\geq 0$ 从而$(1-a)^2+(a+2b)^2=0\Rightarrow 1-a=0,a+2b=0\Rightarrow a=1,b=-\frac{1}{2}$.

每日一题:2020-09-01

每日一题: 2020-09-01

题目: 若实数$x,y$ 满足

求$x+y$的值.

参考思路 易知$3^3,5^3$ 是关于$t$ 的方程: $\frac{x}{t+4^3}+\frac{y}{t+6^3}=1$ 的两个根, 化简得 $$ t^2-(x+y-4^3-6^3)t-(6^3x+4^3y-4^36^3)=0 $$ 由韦达定理得: $3^5+5^3=x+y-4^3-6^3\Rightarrow x+y=3^3+4^3+5^3+6^3=432$

每日一题:2020-08-31

每日一题: 2020-08-31

题目: 有一袋糖果随意分给$10$ 个小孩, 每个小孩至少分到一块, 证明其中必有一些小孩所
得的糖果之和是$10$ 的倍数.

参考思路 我们证明一般的情况. 把一袋糖果分给$n$ 个小孩, 每个小孩至少分到一块, 则其中必有一些小孩所得的糖果之和是$n$ 的倍数. 设这$n$ 个小朋友分到的糖果数依次为: $a_1,a_2,\cdots,a_n$ (都是正整数). 考虑这些数中的部分和 $S_1=a_1, S_2=a_1+a_2, S_3=a_1+a_2+a_3,\cdots, S_n=a_1+a_2+\cdots+a_n$ 若$S_i(i=1,2,\ldots,n)$ 中有一个是$n$ 的倍数, 则本题得证. 若$S_i(i=1,2,\ldots,n)$ 中没有一个$n$ 的倍数, 则这$n$ 个数被$n$ 除的余数只有$1,2,\ldots, n-1$ 这$n-1 $种, 而$n$ 个数被$n$ 除, 必有两个对$n$ 同余, 设这两个数是$S_k, S_j (k>j)$, 则$S_k-S_j=(a_1+a_2+\ldots+a_j+a_{j+1}+\ldots+a_k)-(a_1+a_2+\ldots+a_j)$ $ =a_{j+1}+a_{j+2}+\ldots+a_n$ 这就是说, 第$j+1,j+2$, 一直到第$k$ 个小孩分到的糖果之和是$n$ 的倍数.

每日一题:2020-08-30

每日一题: 2020-08-30

题目: 已知$k$ 和$l$ 都是正整数, 在形式$36^k-5^l$ 的数学中求绝对值最小的数, 并证明
所求的数确实最小.

参考思路 由于$36^k$ 的个位数都是$6$, $5^l$ 的个位数都是$5$, 则当$36^k\gt 5^l$ 时, $|36^k-5^l|$ 的个位数是$1$, 当$36^k\lt 5^l$ 时, $|36^k-5^l|$ 的个位数是$9$. (1) 先考虑$|36^k-5^l|$ 个位数为$1$ 的情况. 若$36^k-5^l=1\Rightarrow 5^l=36^k-1=(6^k+1)(6^k-1)$, 显然$5\nmid 6^k+1$ 所以$36^k-5^l=1$ 不成立. 若$36^k-5^l=11\Rightarrow k=1,l=2$满足要求. (2) 再考虑$|36^k-5^l|$ 的个位数是$9$ 的情况. 若$5^l-36^k=9$, 则由$3\mid 9, 3\mid 36^k\Rightarrow 3\mid 5^l$ 这是不可能的. 综上, 形如$36^k-5^l$ 的绝对值最小的数是$36-5^2=11$.