已知:函数f(x)=ax2-2x+1.(1)若≤a≤1,且f(x)在[1,3]上的最大值为M(a),最小值为N(a),令g(a)=M(a)-N(a),求g(a)

发布时间:2020-07-31 09:39:13

已知:函数f(x)=ax2-2x+1.
(1)若≤a≤1,且f(x)在[1,3]上的最大值为M (a),最小值为N (a),令g(a)=M(a)-N (a),求g(a)的表达式;
(2)在(1)的条件下,求证:g(a)≥;
(3)设a>0,证明对任意的x1,x2∈[,+∞),|f(x1)-f(x2)|≥a(x1-x2).

网友回答

解:(1)∵f(x)=ax2-2x+1.
∴,
由得,
∴.
当,即时,
M(a)=f(3)=9a-5,
故;
当,即时,
M(a)=f(1)=a-1,
故.
∴.
(2)∵当时,
<0,
∴函数g(a)在上为减函数;
当时,

∴函数g(a)在上为增函数,
∴当时,g(a)取最小值,

故.
(3)∵当a>0时,抛物线f(x)=ax2-2x+1开口向上,
对称轴为,
∴函数f(x)在上为增函数,
(或由f'(x)=2ax-2≥0得,
∴函数f(x)在上为增函数,
不妨设x1≤x2,由,
得f(x1)≤f(x2)
∴|f(x1)-f(x2)|≥a|x1-x2|,
∴f(x2)-f(x1)≥a(x2-x1),
∴f(x2)-ax2≥f(x1)-ax1
令φ(x)=f(x)-ax=ax2-(a+2)x+1,x∈
∵抛物线y=φ(x)开口向上,
对称轴为,
且,
∴函数φ(x)在上单调递增,
∴对任意的,x2≥x1,
有φ(x2)≥φ(x1),
即f(x2)-ax2≥f(x1)-ax1,
∴|f(x1)-f(x2)|≥a|x1-x2|.
解析分析:(1),由得.所以.当时,M(a)=f(3)=9a-5.当时,M(a)=f(1)=a-1,由此能求出g(a)的表达式.(2)当时,<0,所以函数g(a)在上为减函数;当时,,所以函数g(a)在上为增函数,由此能够证明.(3)当a>0时,抛物线f(x)=ax2-2x+1开口向上,对称轴为,函数f(x)在上为增函数;抛物线y=φ(x)开口向上,对称轴为,且,函数φ(x)在上单调递增.由此能够证明|f(x1)-f(x2)|≥a|x1-x2|.

点评:本题考查二次函数性质的应用,考查运算求解能力,推理论证能力;考查函数与方程思想,化归与转化思想.综合性强,是高考的重点,容易出易.解题时要认真审题,注意分类讨论思想的灵活运用.
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