The curve has equation .
- (i)
Without using a calculator, find the set of values that can take.
- (ii)
Sketch the graph of , stating clearly the equations of any asymptotes and the coordinates of any turning points and axial intercepts.
- (iii)
By drawing a suitable graph on the same diagram in (ii), find the range of values of , where , such that the equation has at least one positive real root, giving your answer correct to 3 decimal places.
It won't just hand you the answer — it asks where you're stuck.How the checker works
Worked solution
(i)
1. 将分式函数方程转化为关于 $x$ 的二次方程
由 ,整理得:
2. 利用实根存在条件 $\Delta \ge 0$ 列出关于 $y$ 的不等式并求解
因为 为实数,所以该二次方程的判别式必须满足 :
解得 或 。
因此, 可取的值的集合为 。
(ii)
1. 求渐近线方程
对 进行化简:
当 时,,故垂直渐近线为 。
当 时,,故斜渐近线为 。
2. 求转折点坐标与坐标轴截距
求导:。
得 或 。
当 时,,极小值点为 ;
当 时,,极大值点为 。
与 轴交点:当 时,,交点为 。
与 轴交点: 的 ,无实根,故与 轴无交点。
3. 绘制曲线草图
画出两条虚线渐近线 与 ,标出极小值点 、极大值点 和 轴截距 ,绘制分居于垂直渐近线两侧的双分支双曲线草图。
渐近线方程为 和 ;拐点(转折点)坐标为 和 ; 轴截距为 ,无 轴截距。
(iii)
1. 将代数方程变形为几何距离/圆的方程结构
原方程为:
两边同除以 (因为 显然不是原方程的根):
即:
这表示以点 为圆心、半径为 的圆 与曲线 的交点方程。
2. 借助图像分析曲线 $C$ 在 $x > 0$ 区域与圆相交的临界条件
原方程有至少一个正实根 ,等价于圆 与曲线 在 的区域至少有一个交点。
观察 (ii) 中的图像:
对于 ,曲线 位于第四象限,其 值从 时的 连续单调递减至 。
当 时,点 趋近于 。
圆心 到边界点 的距离为:
当 从 增加到 时,点 到 的距离 严格单调递增,且范围为 。
因此,当 时,圆必与曲线 在 区域有交点(即正实根)。
3. 给出精确到 3 位小数的 $k$ 的取值范围
计算临界值:
保留三位小数,得 。
AI analysis — may contain mistakes.
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