题目内容

【题目】已知函数f(x)=x2﹣2ax(a>0).
(1)当a=2时,解关于x的不等式﹣3<f(x)<5;
(2)对于给定的正数a,有一个最大的正数M(a),使得在整个区间[0,M(a)]上,不等式|f(x)|≤5恒成立.求出M(a)的解析式;
(3)函数y=f(x)在[t,t+2]的最大值为0,最小值是﹣4,求实数a和t的值.

【答案】
(1)解:当a=2时,函数f(x)=x2﹣4x,

∴不等式﹣3<f(x)<5可化为﹣3<x2﹣4x<5,

解得

∴不等式的解集为(﹣1,1)∪(3,5)


(2)解:∵a>0时,f(x)=x2﹣2ax=(x﹣a)2﹣a2

∴当﹣a2<﹣5,即a> 时,

要使|f(x)|≤5在x∈[0,M(a)]上恒成立,

要使得M(a)最大,M(a)只能是x2﹣2ax=﹣5的较小的根,

即M(a)=a﹣

当﹣a2≥﹣5,即0<a≤ 时,

要使|f(x)|≤5在x∈[0,M(a)]上恒成立,

要使得M(a)最大,M(a)只能是x2﹣2ax=5的较大的根,

即M(a)=a+

综上,M(a)=


(3)解:f(x)=(x﹣a)2﹣a2(t≤x≤t+2),显然f(0)=f(2a)=0.

①若t=0,则a≥t+1,且f(x)min=f(a)=﹣4,或f(x)min=f(2)=﹣4,

当f(a)=﹣a2=﹣4时,a=±2,a=﹣2不合题意,舍去

当f(2)=4﹣4a=﹣4时,a=2,

②若t+2=2a,则a≤t+1,且f(x)min=f(a)=﹣4,或f(x)min=f(2a﹣2)=﹣4,

当f(a)=﹣a2=﹣4时,a=±2,若a=2,t=2,符合题意;

若a=﹣2,则与题设矛盾,不合题意,舍去

当f(2a﹣2)=﹣4时,a=2,t=2

综上所述,a=2,t=0和a=2,t=2符合题意


【解析】(1)a=2时,把不等式﹣3<f(x)<5化为不等式组﹣3<x2﹣4x<5,求出解集即可;(2)由二次函数的图象与性质,讨论a>0时|f(x)|≤5在x∈[0,M(a)]上恒成立时,M(a)最大,此时对应的方程f(x)=±5根的情况,从而求出M(a)的解析式;(3)f(x)=(x﹣a)2﹣a2(t≤x≤t+2),显然f(0)=f(2a)=0,分类讨论,利用y=f(x)在[t,t+2]的最大值为0,最小值是﹣4,求实数a和t的值.
【考点精析】解答此题的关键在于理解二次函数的性质的相关知识,掌握当时,抛物线开口向上,函数在上递减,在上递增;当时,抛物线开口向下,函数在上递增,在上递减.

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