a为何值时,方程sin2x+2sinxcosx-2cos2x=a有实数解.
a∈[,
]
分析:所给方程的特征较明显,即是关于sinx与cosx的齐次方程,通过变形就可化为以tanx为变元的一元二次方程,从而据判别式进行求解.
解法一:原方程可化为
sin2x+2sinxcosx-2cos2x=a(sin2x+cos2x),
即(1-a)sin2x+2sinxcosx-(2+a)cos2x=0.
(1)当a≠1时,∵cosx≠0,∴方程两边同除以cos2x,得
(1-a)tan2x+2tanx-(2+a)=0.
∵tanx∈R,∴Δ≥0,即4+4(1-a)(2+a)≥0,
即a2+a-3≤0.又a≠1,
∴a∈[,1)∪(1,
].
(2)当a=1时,原方程化为2sinxcosx-3cos2x=0,此方程有实根.
综合(1)(2)可得当a∈[,
]时,原方程有实数根.
解法二:(用函数观点)
当实数a取函数y=sin2x+2sinxcosx-2cos2x值域中的数值时,原方程有实根.因此,求a的范围,实质上就是求上述函数的值域.
∵y=sin2x+2sinxcosx-2cos2x
=1+sin2x-3cos2x
=1+sin2x- (1+cos2x)
=sin2x-cos2x-
=
sin(2x-
)-
,
其中∴y∈[
,
],
即a∈[,
]时,原方程有实数根.
评注: 解法一是常规解法,解法二利用了变换的观点,通过函数思想来解方程.函数与方程是数学中两个重要的概念,在解决数学问题时,如能灵活运用,将使解答具有创造性.