已知二次函数f(x)=ax2+bx+1,对于任意的实数x1、x2(x1≠x2),都有成立,且f(x+2)为偶函数.(1)求a的取值范围;(2)求函数y=f(x)在[a

发布时间:2020-08-12 13:34:38

已知二次函数f(x)=ax2+bx+1,对于任意的实数x1、x2(x1≠x2),都有成立,且f(x+2)为偶函数.
(1)求a的取值范围;
(2)求函数y=f(x)在[a,a+2]上的值域;
(3)定义区间[m,n]的长度为n-m.是否存在常数a,使的函数y=f(x)在区间[a,3]的值域为D,且D的长度为10-a3.

网友回答

解:(1)由f(x+2)为偶函数可得f(x)=ax2+bx+1的图象关于直线x=2对称,
则,f(x)=ax2-4ax+1;
对于任意的实数x1、x2(x1≠x2),都有成立,则=,
因为x1≠x2,
所以(x1-x2)2>0,
故a>0.
(2)f(x)=ax2-4ax+1=a(x-2)2+1-4a,
因为a>0,
所以a+2>2.
当a+1≤2时,即0<a≤1时,f(x)min=1-4a,f(x)max=a3-4a2+1,
函数y=f(x)的值域为[1-4a,a3-4a2+1];
当1<a≤2时,f(x)min=1-4a,f(x)max=a3-4a+1,
函数y=f(x)的值域为[1-4a,a3-4a+1];
当a>2时,f(x)min=a3-4a2+1,f(x)max=a3-4a+1,
函数y=f(x)的值域为[a3-4a2+1,a3-4a+1].
(3)f(x)=ax2-4ax+1=a(x-2)2+1-4a,
当0<a≤1时,f(x)min=1-4a,f(x)max=a3-4a2+1,
f(x)max-f(x)min=a3-4a2+1-(1-4a)=a(a-2)2,
由0<a≤1时,1≤(a-2)2<4,则a(a-2)2<4,而10-a3>9,不合题意;
当1<a<2时,f(x)min=1-4a,f(x)max=1-3a,
f(x)max-f(x)min=1-3a-(1-4a)=a,
由1<a<2,得10-a3>2,所以a≠10-a3,不合题意;
当2≤a<3时,f(x)min=a3-4a2+1,f(x)max=1-3a,f(x)max-f(x)min=1-3a-(a3-4a2+1)=10-a3,
故4a2-3a-10=0,(4a+5)(a-2)=0,
因为2≤a<3,
所以a=2.
综上所述:存在常数a=2符合题意.
解析分析:(1) 确定二次函数f(x)的对称轴,找出 a、b的关系,由已知不等式得出a的范围.
(2)区间[a,a+2]可能包含函数的对称轴,也可能在对称轴的右边,二次函数f(x)图象是开口向上的抛物线,当区间[a,a+2]包含对称轴时,求函数值域需考虑对称轴是靠近区间左端点,还是靠近区间右端点,从而确定函数值域.当区间[a,a+2]在对称轴右边时,函数在区间上是增函数,易求函数值域.
(3)当区间[a,3]包含对称轴时,求函数值域需考虑对称轴是靠近区间左端点,还是靠近区间右端点,从而确定函数值域.看满足且D的长度为10-a3的a值是否存在.当区间[a,3]在对称轴右边时,函数在区间上是增函数,易求函数值域.再看满足且D的长度为10-a3的a值是否存在.

点评:本题综合考查函数的奇偶性、单调性、对称性、值域、抽象函数等知识.注意分类讨论的数学思想方法.
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