问题 解答题
已知平面向量
a
=(
3
,-1)
b
=(
1
2
3
2
)

(1)证明:
a
b

(2)若存在不同时为零的实数k和g,使
x
=
a
+(g2-3)
b
y
=-k
a
+g
b
,且
x
y
,试求函数关系式k=f(g);
(3)椐(2)的结论,讨论关于g的方程f(g)-k=0的解的情况.
答案

(1)∵

a
b
=
3
×
1
2
+(-1)×
3
2
=0,∴
a
b

(2)∵

x
y
,∴
x
y
=0,即(
a
+(g2-3)
b
)•(-k
a
+g
b
)=0.

整理得:-k

a
2+[g-k(g2-3)]
a
b
+g(g2-3)•
b
2=0.

a
b
=0,
a
2=4,
b
2=1,∴上式化为-4k+g(g2-3)=0⇒k=
1
4
g(g2-3)

(3)讨论方程

1
4
g(g2-3)=k的解的情况,可以看作曲线f(g)=
1
4
g(g2-3)
与直线y=k的交

点个数.f′(g)=

3
4
g2-
3
4
,令f'(g)═0,解得g1=1,g2=-1,当g变化时,f'(g)、f(g)

的变化情况如下表:

当g=-1时,f(g)有极大值

1
2
,当g=1时,f(g)有极小值-
1
2

f(g)=

1
4
g(g2-3)=0时,得:g=-
3
,0,
3

可得:f(g)的大致图象(如右图).

于是当k>

1
2
k<-
1
2
时,直线与曲线有且仅有一个交点,则方程有一

k=

1
2
k=-
1
2
时,直线与曲线有两个交点,则方程有两解;

当k=0时,直线与曲线有三个交点,但k、g不同时为零,故此时也有二解;

当-

1
2
<k<0或0<k<
1
2
时,直线与曲线有三个交点,则方程有三个解.

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