✔ 最佳答案
作以下二圖:
y = |x²-4| (對稱y軸)
y = 2x+k
考慮 k 值變動時,二圖的交點數,就很簡明了。
2014-03-12 12:40:14 補充:
原題可考慮為 (a) y = |x²-4|- 2x 與 y = k 之交點,或 (b) y = |x²-4| 與 y = 2x+k 之交點,都不太複雜 [但(a)不必用到切線斜率知識]。
(a) 三個極大,極小點為 (2,-4),(-1,5)與(-2,4) [注意本題 x²-4<0 這段含極大值,若係數更改則不一定成立]。所求為二個交點之k的範圍,由圖解知 -4 < k < 4 or 5 < k
2014-03-12 12:40:36 補充:
(承上)
(b) y = |x²-4| 之圖形對稱 y 軸(類似 W 型),與坐標軸交點 (2,0),(0,4),(-2,0) (注意:後二點連線斜率為2),y=2x+k 表斜率為2之直線組。由右下開始,當它通過 (2,0) 時開始與曲線有交點 [此時k=-4,又曲線在(2,0)右側附近的切線斜率>2],當它通過(0,4)與(-2,0)時開始與上述曲線有三個以上交點(此時k=4)直至相切處(此時k=5),之後皆為二個交點,故k的範圍為 -4 < k < 4 or 5 < k
2014-03-12 12:43:52 補充:
我想題意"有兩相異實根"應是指"恰有兩相異實根"的意思(雖然似乎有語病),所以排除三與四個交點的情形。
2014-03-13 00:07:10 補充:
先考慮一下要用代數還是解析幾何的方法。容易想到討論絕對值內的正負性來脫掉絕對值,再用代數解;然而一來要分配解的個數於正負區,二來解必須落在某(討論絕對值內的正負時的)範圍,這樣就知道用代數解蠻複雜的。又因原題圖形簡單,所以決定用解析幾何的方法。
原題可考慮為(a) y = |x²-4|- 2x 與 y = k 之交點,或(b) y = |x²-4| 與 y = 2x+k 之交點。這兩種圖形都不太複雜,但(a)不必用到切線斜率知識,於本題較簡易。
(a) y = |x²-4|- 2x 的圖形為 2 個"部分拋物線"之聯集:
x > = 2 或 x < = -2,y = x²-4-2x (開口向上,不含頂點)
-2 < x < 2,y = 4-x²-2x (開口向下,包含頂點)
由圖知,三個極大,極小點為 (2,-4),(-1,5)與(-2,4)。所求為二個交點之k的範圍,圖解知 -4 < k < 4 or k > 5。
(注意:"部分拋物線"是否含頂點將影響結果,作簡圖時務必確認)
(b) y = |x²-4| 之圖形可由 x>=0,y = x²-> 下移-> 掛絕對值-> 對 y 軸對稱,而畫出(類似 W 型)。
其與坐標軸交點 (2,0),(0,4),(-2,0) (注意:後二點連線斜率為2)
y = 2x+k 表斜率為2之直線組。
由右下往左上移動,當 y = 2x+k 通過 (2,0) 時開始與 y = |x²-4|有交點 [此時k=-4,又曲線在(2,0)右側附近的切線斜率>2,因此之前不會先接觸];當它通過(0,4)與(-2,0)時開始與 y = |x²-4|有三個以上交點(此時k=4)直至相切處(此時k=5),之後皆為二個交點。
故k的範圍為 -4 < k < 4 or k > 5。
參考: 感謝 批卷貓 知識長 於意見區提供圖形,及 JJ 大師提供答案。