问题
解答题
已知平面向量
(1)证明:
(2)若存在不同时为零的实数k和g,使
(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)×1 2
=0,∴3 2
⊥a
.b
(2)∵
⊥x
,∴y
•x
=0,即(y
+(g2-3)a
)•(-kb
+ga
)=0.b
整理得:-k
2+[g-k(g2-3)]a
•a
+g(g2-3)•b
2=0.b
∵
•a
=0,b
2=4,a
2=1,∴上式化为-4k+g(g2-3)=0⇒k=b
g(g2-3)1 4
(3)讨论方程
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1 4
点个数.f′(g)=
g2-3 4
,令f'(g)═0,解得g1=1,g2=-1,当g变化时,f'(g)、f(g)3 4
的变化情况如下表:
当g=-1时,f(g)有极大值
,当g=1时,f(g)有极小值-1 2
,1 2
而f(g)=
g(g2-3)=0时,得:g=-1 4
,0,3
,3
可得:f(g)的大致图象(如右图).
于是当k>
或k<-1 2
时,直线与曲线有且仅有一个交点,则方程有一1 2
当k=
或k=-1 2
时,直线与曲线有两个交点,则方程有两解;1 2
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-
<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.1 2