帮我解答一道高中数学题……
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(1)【证明】
若A=∅,则A⊆B显然成立;
若A≠∅,对任意x∈A,即f(x)=x,满足f [ f ( x ) ]=f(x)=x,因此x∈B,由此即得A包含于B。
(2)【解】
当a=0时,f(x)=x 即 -1=x,则A={-1},f [ f ( x ) ]=x的解就是f(x)=-1的解,解得 x 为全体实数,不符题意
当a≠0时,∵A≠∅,∴ax2-1=x有实根,△=1+4a≥0,∴a≥-1/4 .
又A⊆B,所以a(ax^2-1)²-1=x,
即
a3x4-2a2x2-x+a-1=0,左边有因式ax2-x-1,
从而有(ax2-x-1)(a2x2+ax-a+1)=0.
∵A=B,
∴a2x2+ax-a+1=0要么没有实根,要么实根是方程ax2-x-1=0的根.
若a2x2+ax-a+1=0没有实根,△=a2+4a2(a-1)<0,则a<3/4 ;
若a2x2+ax-a+1=0有实根且实根是方程ax2-x-1=0的根,
则由方程ax2-x-1=0,得a2x2=ax+a,代入a2x2+ax-a+1=0,有2ax+1=0.
由此解得x=-1/(2a) ,再代入得1/(4a) +1/(2a) -1=0,
由此a=3/4 ,
综上,a的取值范围是[-1/4 ,0)∪(0,3/4].
若A=∅,则A⊆B显然成立;
若A≠∅,对任意x∈A,即f(x)=x,满足f [ f ( x ) ]=f(x)=x,因此x∈B,由此即得A包含于B。
(2)【解】
当a=0时,f(x)=x 即 -1=x,则A={-1},f [ f ( x ) ]=x的解就是f(x)=-1的解,解得 x 为全体实数,不符题意
当a≠0时,∵A≠∅,∴ax2-1=x有实根,△=1+4a≥0,∴a≥-1/4 .
又A⊆B,所以a(ax^2-1)²-1=x,
即
a3x4-2a2x2-x+a-1=0,左边有因式ax2-x-1,
从而有(ax2-x-1)(a2x2+ax-a+1)=0.
∵A=B,
∴a2x2+ax-a+1=0要么没有实根,要么实根是方程ax2-x-1=0的根.
若a2x2+ax-a+1=0没有实根,△=a2+4a2(a-1)<0,则a<3/4 ;
若a2x2+ax-a+1=0有实根且实根是方程ax2-x-1=0的根,
则由方程ax2-x-1=0,得a2x2=ax+a,代入a2x2+ax-a+1=0,有2ax+1=0.
由此解得x=-1/(2a) ,再代入得1/(4a) +1/(2a) -1=0,
由此a=3/4 ,
综上,a的取值范围是[-1/4 ,0)∪(0,3/4].
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