本题导读
本题考查线性方程组无解的条件、基本不等式(均值不等式),以及相关运算的灵活运用。
📌【题干】
Question
(2016年上海卷(理)) 设 .若关于 的方程组 无解,则 的取值范围是 .
🔍【思路分析】
破题导航
- 转化无解条件:
- 代数角度:消元后得到关于 的方程 ()。
- 几何角度:两条直线平行但不重合。即斜率相等但截距不等。
- 确定 关系: 由系数比例关系 ,得到 且 (或 )。
- 应用基本不等式: 已知 ,,求 的范围。利用 ,并注意等号成立的条件是否被排除。
✅【答案】
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✍【详细解析】
Abstract
解:
分析无解条件: 方程组可写为: 方程组无解意味着直线 且不重合。 由平行条件得:,即 。 同时要求直线不重合,则 ,即 (同理可推 )。
求 的范围: 因为 且 , 根据基本不等式:。 等号当且仅当 时成立。 若 且 ,则 。 但由无解条件可知 ,因此等号不能取得。 故 。
结论书写: 由于 可以取极小或极大的正数,只要满足 , 可以趋于正无穷。 取值范围为 。
故答案为:。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
线性方程组解的判定: 对于方程组 :
- 唯一解(直线相交)。
- 无数解(直线重合)。
- 无解(直线平行)。
等号成立的检查:在利用基本不等式求范围时,务必检查等号成立的条件是否在定义域内,这是判断区间开闭的关键。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 变式思考:若题目改为“有无穷多解”,则要求 ,此时 。
- 行列式工具:在上海卷中,也可以利用二阶行列式系数 来快速定位 。
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