2a
题目:求使曲线 \( y = 3x^2 - 2x - 1 \) 在直线 \( y = x + 5 \) 下方的 \( x \) 集合。
答案:
联立求交点:
\( 3x^2 - 2x - 1 = x + 5 \)
\( 3x^2 - 3x - 6 = 0 \)
\( x^2 - x - 2 = 0 \)
\( (x - 2)(x + 1) = 0 \)
\( x = 2 \) 或 \( x = -1 \)
抛物线开口向上,在 \( x = -1 \) 和 \( x = 2 \) 之间位于直线下方。
解集为 \( -1 < x < 2 \)
2b
题目:求使曲线 \( y = 2x^2 - 4x + 1 \) 在直线 \( y = 3x - 2 \) 下方的 \( x \) 集合。
答案:
联立求交点:
\( 2x^2 - 4x + 1 = 3x - 2 \)
\( 2x^2 - 7x + 3 = 0 \)
判别式 \( \Delta = 49 - 24 = 25 = 5^2 \)
\( x = \frac{7 \pm 5}{4} \),即 \( x = 3 \) 或 \( x = 0.5 \)
抛物线开口向上,在 \( x = 0.5 \) 和 \( x = 3 \) 之间位于直线下方。
解集为 \( 0.5 < x < 3 \)
2d
题目:求使曲线 \( y = \frac{2}{x} \) 在直线 \( y = 1 \) 下方的 \( x \) 集合(\( x \neq 0 \))。
答案:
联立求交点:
\( \frac{2}{x} = 1 \)
\( x = 2 \)(双曲线与水平线交于两点,但由于对称性,只有一个不同x值)
双曲线 \( y = \frac{2}{x} \) 在 \( x > 2 \) 时位于 \( y = 1 \) 下方,在 \( 0 < x < 2 \) 时位于上方。
解集为 \( x > 2 \)(不包括定义域外的点)