(k-2)t²-2t+k-2<0对于任意t∈【1/2,2】都成立,求k的取值范围

如题所述

要求解不等式 \( (k-2)t^2 - 2t + k-2 < 0 \) 对于任意 \( t \in [1/2, 2] \) 都成立的 \( k \) 的取值范围,可以使用代入法和不等式的性质来解决问题。
首先,考虑 \( t \) 在区间 \([1/2, 2]\) 内的取值范围。在这个区间内, \( t \) 可以取得最小值 \( 1/2 \) 和最大值 \( 2 \)。
1. 当 \( t = 1/2 \) 时,不等式变为 \( (k-2)(1/4) - 1 + k - 2 < 0 \)。
2. 当 \( t = 2 \) 时,不等式变为 \( (k-2)(4) - 4 + k - 2 < 0 \)。
现在我们分别解这两个不等式:
1. 对于 \( (k-2)(1/4) - 1 + k - 2 < 0 \),将 \( k \) 的项移到一边得到 \( (k-2)(1/4 + 1) < 1 - k + 2 \),继续化简得 \( k - 2 < 3 - 4k \)。
2. 对于 \( (k-2)(4) - 4 + k - 2 < 0 \),将 \( k \) 的项移到一边得到 \( (k-2)(4 - 1) < 4 - k + 2 \),继续化简得 \( 3k - 2 < 6 - k \)。
现在,我们需要考虑 \( k \) 的取值范围,使得上述两个不等式都成立。
对于不等式 \( k - 2 < 3 - 4k \),我们可以整理得到 \( 5k < 5 \),进一步化简为 \( k < 1 \)。
对于不等式 \( 3k - 2 < 6 - k \),我们可以整理得到 \( 4k < 8 \),进一步化简为 \( k < 2 \)。
现在,我们需要找到 \( k \) 的取值范围,使得 \( k < 1 \) 和 \( k < 2 \) 都成立。这两个不等式的交集是 \( k < 1 \)。
因此,\( k \) 的取值范围是 \( k < 1 \)。这表示对于任意 \( t \in [1/2, 2] \),只要 \( k < 1 \),不等式 \( (k-2)t^2 - 2t + k-2 < 0 \) 都成立。追问

可是t=1/2不一定是最小值吧,不用结合对称轴/开口方向等讨论吗?

追答

我们的不等式是 (k-2)t² - 2t + k - 2 0,那么二次函数有两个不相等的实根,开口向上,不等式在两个根之间成立。
2. 如果 Δ = 0,那么二次函数有一个实根,开口向上,不等式在根的左右两侧成立。
3. 如果 Δ < 0,那么二次函数没有实根,开口向上,不等式在整个实数范围内成立。
因为我们希望不等式在 t∈[1/2, 2] 内成立,所以我们只关心 Δ ≤ 0 的情况。将 Δ 替换为 -4k² + 16k - 12 并解方程:
-4k² + 16k - 12 ≤ 0
简化方程,除以-4:
k² - 4k + 3 ≥ 0
现在,我们可以求解这个二次不等式。我们可以将其因式分解为:
(k - 1)(k - 3) ≥ 0
现在,我们考虑各个因子的正负性:
1. (k - 1) ≥ 0 当且仅当 k ≥ 1。
2. (k - 3) ≥ 0 当且仅当 k ≤ 3。
为了满足不等式 k² - 4k + 3 ≥ 0,k 必须满足以下条件之一:
1. k ≥ 3
2. k ≤ 1
综合上述条件,k 的取值范围是 k ≥ 3 或 k ≤ 1。这表示 k 可以小于等于1或大于等于3,以使不等式 (k-2)t² - 2t + k - 2 < 0 对于任意 t ∈ [1/2, 2] 都成立。

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第1个回答  2023-09-17
我们可以通过解这个不等式来确定k的取值范围。
首先,我们可以将不等式进行整理:
(k-2)t² - 2t + k - 2 < 0
然后,我们可以将这个二次不等式转化为一个关于t的一元二次方程,使得我们可以通过求解方程来确定不等式的解集。
令 f(t) = (k-2)t² - 2t + k - 2
我们需要找到 f(t) < 0 的解集。
要找到这个解集,我们可以考虑 f(t) 的图像。由于 t ∈ [1/2, 2],我们只需要在这个区间内考虑 f(t) 的图像。
首先,我们可以计算 f(t) 的二次项系数 a = (k-2),线性项系数 b = -2,常数项 c = k - 2。
接下来,我们可以计算 f(t) 的顶点的横坐标,即 t = -b / (2a)。代入 a 和 b 的值,我们得到 t = 1 / (k-2)。
由于 t ∈ [1/2, 2],我们可以得到 1/2 ≤ 1 / (k-2) ≤ 2。
解这个不等式,我们可以得到 (k-2) ≤ 2 ≤ (k-2) / 2。
简化不等式,我们得到 k - 2 ≤ 4 和 k - 2 ≥ 4。
解这两个不等式,我们得到 k ≤ 6 和 k ≥ 6。
综合起来,我们可以得到 k ∈ (-∞, 6] ∪ [6, +∞)。
所以,k 的取值范围是 (-∞, 6] ∪ [6, +∞)。
以上这是我的答案,如果有不明白的地方可回复联系,您的点赞和采纳是我最的大动力,谢谢!!本回答被网友采纳
第2个回答  2023-09-17
这个题涉及到分类讨论,把它总体想象成一个二次函数,利用数形结合的思想,结合t的取值范围进行计算讨论。
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