题目
二、拓展提升(本题共2小题)4.函数f(x)=lg(2mx^2-3x+4)的值域为R,则实数m的取值范围为____.
二、拓展提升(本题共2小题)
4.函数$f(x)=\lg(2mx^{2}-3x+4)$的值域为R,则实数m的取值范围为____.
题目解答
答案
函数 $ f(x) = \lg(2mx^2 - 3x + 4) $ 的值域为 $\mathbb{R}$,则二次函数 $ g(x) = 2mx^2 - 3x + 4 $ 的值域需包含所有正实数。
**情况1:** 当 $ m = 0 $ 时,$ g(x) = -3x + 4 $,值域为 $\mathbb{R}$,满足条件。
**情况2:** 当 $ m > 0 $ 时,$ g(x) $ 开口向上,最小值为 $ 4 - \frac{9}{8m} $。
为使值域包含所有正实数,需 $ 4 - \frac{9}{8m} \leq 0 $,解得 $ m \leq \frac{9}{32} $。
**情况3:** 当 $ m < 0 $ 时,$ g(x) $ 开口向下,最大值为 $ 4 - \frac{9}{8m} $(大于4),值域为 $ (-\infty, 4 - \frac{9}{8m}] $,不包含所有正实数,不满足条件。
**综上,** $ m $ 的取值范围为 $\boxed{\left[0, \frac{9}{32}\right]}$。
解析
考查要点:本题主要考查对数型复合函数的值域问题,涉及二次函数的值域分析及分类讨论思想。
解题核心思路:
要使函数$f(x)=\lg(2mx^2-3x+4)$的值域为$\mathbb{R}$,必须保证其内部的二次函数$g(x)=2mx^2-3x+4$的值域包含所有正实数。需分二次项系数$m=0$、$m>0$、$m<0$三种情况讨论,结合二次函数的开口方向及顶点位置,确定$m$的取值范围。
破题关键点:
- 当$m=0$时,二次函数退化为一次函数,需判断其值域是否覆盖所有正实数。
- 当$m>0$时,开口向上,需保证二次函数的最小值$\leq0$,使其值域覆盖$[0,+\infty)$。
- 当$m<0$时,开口向下,其值域无法覆盖所有正实数,直接排除。
情况1:$m=0$
此时$g(x)=-3x+4$为一次函数,值域为$\mathbb{R}$,能取到所有正实数,满足条件。
情况2:$m>0$
二次函数开口向上,顶点纵坐标为最小值:
$g\left(\frac{3}{4m}\right) = 4 - \frac{9}{8m}$
为使值域包含所有正实数,需最小值$\leq0$:
$4 - \frac{9}{8m} \leq 0 \quad \Rightarrow \quad m \leq \frac{9}{32}$
因此,$0 < m \leq \frac{9}{32}$。
情况3:$m<0$
二次函数开口向下,值域为$(-\infty, 4 - \frac{9}{8m}]$,无法覆盖所有正实数,不满足条件。
综上,$m$的取值范围为$0 \leq m \leq \frac{9}{32}$。