实系数一元二次方程x2+ax+2b=0有两个根,一个根在区间(0,1)内,另一个根在区间(1,2)内,求: (1)点(a,b)对应的区域的面积; (2)b−2a−1的取值范围; ( 3)(a-1)2+(b-2)2的

问题描述:

实系数一元二次方程x2+ax+2b=0有两个根,一个根在区间(0,1)内,另一个根在区间(1,2)内,求:
(1)点(a,b)对应的区域的面积;
(2)

b−2
a−1
的取值范围;
( 3)(a-1)2+(b-2)2的取值范围.

(1)设f(x)=x2+ax+2b,
∵方程x2+ax+2b=0的一个根在区间(0,1)内,另一个根在区间(1,2)内,
∴可得

f(0)>0
f(1)<0
f(2)>0
,即
b>0
a+2b+1<0
a+b+2>0

作出满足上述不等式组对应的点(a,b)所在的平面区域,
得到△ABC及其内部,即如图所示的阴影部分(不含边界).
其中A(-3,1),B(-2,0),C(-1,0),
S△ABC
1
2
|BC|×yA
1
2
×1×1=
1
2
,即为点(a,b)对应的区域的面积.

(2)设点E(a,b)为区域内的任意一点,
则k=
b−2
a−1
,表示点E(a,b)与点D(1,2)连线的斜率
kAD
2−1
1+3
1
4
kCD
2−0
1+1
=1
,结合图形可知:kAD
b−2
a−1
kCD

b−2
a−1
的取值范围是(
1
4
,1)

(3)设点E(a,b)为区域内的任意一点,
可得|DE|2=(a-1)2+(b-2)2,表示区域内的点D、E之间距离的平方
运动点E,可得当E在C点时满足|DE|2=(-1-1)2+(0-2)2=8,
在当E在A点满足|DE|2=(-3-1)2+(1-2)2=17.
由此可得(a-1)2+(b-2)2取值范围为:(8,17).