本题导读

本题考查分段函数的不等式求解,以及一元二次不等式。

📌【题干】

Question

(2004年全国卷III(理)) 设函数 ,则使得 的自变量 的取值范围为 ()

A.             B.

C.             D.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 第一步:解第一段不等式组 当 时, 。此时不等式转化为 ,求解并找出交集。
  2. 第二步:解第二段不等式组 当 时, 。此时不等式转化为 ,注意根式的自然定义域限制,求解并找出交集。
  3. 第三步:合并解集 将第一步和第二步求得的两个有效解集区间进行并集()合并,得出最终答案。

✅【答案】

Success

A

✍【详细解析】

Abstract

根据分段函数的定义,求解不等式 需要分以下两种情况讨论:

  • 情况一:当 时 展开或直接开平方得: 解得: 由于前提条件是 ,将此范围与前提条件取交集:

  • 情况二:当 时 移项整理得: 两边平方得: 由于前提条件是 (此时根式自带的被开方数非负限制 已被自然包含),将此范围与前提条件取交集:

最后,将情况一与情况二所得的解集取并集: 注意到中间的区间 与 在边界点 处可以无缝首尾相接,合并后为 。 所以,使得 的自变量 的取值范围为:

对照选项,正确答案为 A。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:分段函数“分段解决、最后并拢”的核心解法、一元二次不等式与根式不等式的标准解法。
  2. 核心方法:分类讨论法。
  3. 避坑指南:
    • 绝对不能漏掉各段的前提条件约束。例如在第一段中算出 时,必须与 取交集得到 ;若直接拿去和第二段合并,可能会产生逻辑混乱或错选。
    • 注意边界点 的交接。情况一中由于前提条件不含等号,算出的是开区间 ;而情况二中前提包含等号,算出的是闭区间 。两者取并集时,点 被成功补齐,从而融合成连续闭区间 。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 经典初等函数性质与分段讨论结合的必考题型。
  2. 结论推广: 求解任何分段函数不等式 (或 ),其标准算法图形永远是: ,其中 为第 段的定义域, 为对应的表达式。各段在自身边界内独立运算,互不干扰,最后用并集一网打尽。

🔗【关联脉络】

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