解答题已知二次函数g(x)对任意实数x都满足g(x-1)+g(1-x)=x2-2x-1,且g(1)=-1.令.
(1)求g(x)的表达式;
(2)若函数f(x)在x∈[1,+∞)上的最小值为0,求m的值;
(3)记函数H(x)=[x(x-a)2-1]?[-x2+(a-1)x+a-1],若函数y=H(x)有5个不同的零点,求实数a的取值范围.
网友回答
解:(1)设g(x)=ax2+bx+c,于是g(x-1)+g(1-x)=2a(x-1)2+2c=2(x-1)2-2,所以
又g(1)=-1,则.所以.
(2)
则.
令f'(x)=0,得(舍),x=m.
①当m>1时,
x1(1,m)m(m,+∞)f'(x)-0+f(x)1+m↘2m2-3m2lnm↗∴当x=m时,.
令2m2-3m2lnm=0,得.
②当0<m≤1时,f'(x)≥0在x∈[1,+∞)上恒成立,f(x)在x∈[1,+∞)上为增函数,
当x=1时,fmin(x)=1+m,令m+1=0,得m=-1(舍).
综上所述,所求m为.
(3)记,,则据题意有h1(x)-1=0有3个不同的实根,h2(x)-1=0有2个不同的实根,且这5个实根两两不相等.
(ⅰ)h2(x)-1=0有2个不同的实根,只需满足,∴a>1或a<-3;
(ⅱ)h1(x)-1=0有3个不同的实根,因,
令,得x=a或,
1°当即a<0时,h1(x)在x=a处取得极大值,而h1(a)=0,不符合题意,舍;
2°当即a=0时,不符合题意,舍;
3°当即a>0时,h1(x)在处取得极大值,,所以
因为(ⅰ)(ⅱ)要同时满足,故.
下证:这5个实根两两不相等,即证:不存在x0使得h1(x0)-1=0和h2(x0)-1=0同时成立;
若存在x0使得h1(x0)=h2(x0)=1,
由h1(x0)=h2(x0),即,
得,
当x0=a时,f(x0)=g(x0)=0,不符合,舍去;
当x0≠a时,有①;
又由g(x0)=1,即②;
联立①②式,可得a=0;
而当a=0时,H(x)=(x3-1)(-x2-x-1)=0没有5个不同的零点,故舍去,所以这5个实根两两不相等.
综上,当时,函数y=H(x)有5个不同的零点.解析分析:(1)设g(x)=ax2+bx+c,根据g(x-1)+g(1-x)=2(x-1)2-2,可求a,c的值,利用g(1)=-1,可求b的值,从而得到g(x)的表达式;(2)求导函数,令f'(x)=0,得x=m,对参数m分类讨论,确定函数的单调性,从而可得函数的最小值,利用f(x)在x∈[1,+∞)上的最小值为0,可求m的值;(3)记,,则据题意有h1(x)-1=0有3个不同的实根,h2(x)-1=0有2个不同的实根,且这5个实根两两不相等,进而分类讨论,即可确定实数a的取值范围.点评:本题考查函数的解析式,考查导数知识的运用,考查分类讨论的数学思想,考查函数的零点,综合性强,难度大.