已知函数y=f(x),若存在x0,使得f(x0)=x0,则称x0是函数y=f(x)的一个不动点,设二次函数f(x)=ax2+(b+1)x+b-2(Ⅰ)当a=2,b=1

发布时间:2020-08-08 21:25:25

已知函数y=f(x),若存在x0,使得f(x0)=x0,则称x0是函数y=f(x)的一个不动点,设二次函数f(x)=ax2+(b+1)x+b-2
(Ⅰ)当a=2,b=1时,求函数f(x)的不动点;
(Ⅱ)若对于任意实数b,函数f(x)恒有两个不同的不动点,求实数a的取值范围;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,若函数y=f(x)的图象上A,B两点的横坐标是函数f(x)的不动点,且直线y=kx+是线段AB的垂直平分线,求实数b的取值范围.

网友回答

解:(Ⅰ)?当a=2,b=1时,f(x)=2x2+2x-1,解2x2+2x-1=x,
解得,
所以函数f(x)的不动点为;
(Ⅱ)因为对于任意实数b,函数f(x)恒有两个不同的不动点,
所以对于任意实数b,方程f(x)=x恒有两个不相等的实数根,
即方程ax2+(b+1)x+b-2=x恒有两个不相等的实数根,
所以?,即对于任意实数b,b2-4ab+8a>0,
所以??,
解得0<a<2;
(Ⅲ)设函数f(x)的两个不同的不动点为x1,x2,则A(x1,x1),B(x2,x2),
且x1,x2是ax2+bx+b-2=0的两个不等实根,所以,
直线AB的斜率为1,线段AB中点坐标为,
因为直线是线段AB的垂直平分线,
所以k=-1,且(-,-)在直线y=kx+上,
则-=+,a∈(0,2),
所以b=-=-,
当且仅当a=1∈(0,2)时等号成立,
又b<0,
所以实数b的取值范围是[-,0).
解析分析:(Ⅰ)把a=2,b=1代入方程f(x)=x,解出x即可;
(Ⅱ)方程f(x)=x恒有两个不相等的实数根,即方程ax2+(b+1)x+b-2=x恒有两个不相等的实数根,则?对任意b恒成立,根据二次函数的性质可得a的不等式;
(Ⅲ)设函数f(x)的两个不同的不动点为x1,x2,则A(x1,x1),B(x2,x2),且x1,x2是ax2+bx+b-2=0的两个不等实根,则,由题意可得k=-1,且AB中点(-,-)在直线y=kx+上,代入可得a,b的关系式,分离出b后根据a的范围可得b的范围;

点评:本题考查函数恒成立问题、直线的垂直关系直线方程,考查转化思想,本题的关键是准确理解不动点的定义.
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