在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+5y=x^{2}+bx+5的对称轴为直线x=1.x=1.若关于xx的一元二次方程x2+bx+5−t=0(tx^{2}+bx+5-t=0(t为实数))在−1<x<4-1< x< 4的范围内有实数根,则tt的取值范围为 ___ .

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完整解法

1. 确定抛物线的解析式

根据抛物线 y=x2+bx+5y = x^2 + bx + 5 的对称轴为直线 x=1x = 1,由对称轴公式可得:
−b2×1=1-\dfrac{b}{2 \times 1} = 1
解得 b=−2b = -2.
因此,抛物线的解析式为 y=x2−2x+5y = x^2 - 2x + 5.

2. 将方程的有根问题转化为函数交点问题

将 b=−2b = -2 代入方程,原方程变形为 x2−2x+5−t=0x^2 - 2x + 5 - t = 0,即 x2−2x+5=tx^2 - 2x + 5 = t.
方程在 −1<x<4-1 < x < 4 的范围内有实数根,等价于二次函数 y=x2−2x+5y = x^2 - 2x + 5 的图象与水平直线 y=ty = t 在 −1<x<4-1 < x < 4 范围内有交点.

3. 利用二次函数的单调性及最值求出参数t的范围

将二次函数解析式配方得:y=(x−1)2+4y = (x - 1)^2 + 4.
抛物线的顶点坐标为 (1,4)(1, 4),开口向上。
由于对称轴 x=1x = 1 在区间 −1<x<4-1 < x < 4 内,所以当 x=1x = 1 时,函数取得最小值 ymin⁡=4y_{\min} = 4.
计算区间端点处的函数值:
当 x=−1x = -1 时,y=(−1−1)2+4=8y = (-1 - 1)^2 + 4 = 8;
当 x=4x = 4 时,y=(4−1)2+4=13y = (4 - 1)^2 + 4 = 13.
由于 −1<x<4-1 < x < 4,且对称轴 x=1x = 1 距离右端点 44 较远,因此当 xx 在 (−1,4)(-1, 4) 范围内变化时,函数值 yy 的取值范围为 [4,13)[4, 13).
要使直线 y=ty = t 与函数图象有交点,参数 tt 必须在函数的值域范围内,
即 4⩽t<134 \leqslant t < 13.

答案

4⩽t<134 \leqslant t < 13

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