题目内容

【题目】已知函数f(x)=x2+4x+a﹣5,g(x)=m4x1﹣2m+7.
(1)若函数f(x)在区间[﹣1,1]上存在零点,求实数a的取值范围;
(2)当a=0时,若对任意的x1∈[1,2],总存在x2∈[1,2],使f(x1)=g(x2)成立,求实数m的取值范围;
(3)若y=f(x)(x∈[t,2])的置于为区间D,是否存在常数t,使区间D的长度为6﹣4t?若存在,求出t的值;若不存在,请说明理由. (注:区间[p,q]的长度q﹣p)

【答案】
(1)解:由题意得:f(x)的对称轴是x=﹣2,

故f(x)在区间[﹣1,1]递增,

∵函数在区间[﹣1,1]存在零点,

故有 ,即 ,解得:0≤a≤8,

故所求实数a的范围是[0,8]


(2)解:若对任意的x1∈[1,2],总存在x2∈[1,2],使f(x1)=g(x2)成立,

只需函数y=f(x)的值域是函数y=g(x)的值域的子集,

a=0时,f(x)=x2+4x﹣5,x∈[1,2]的值域是[0,7],

下面求g(x),x∈[1,2]的值域,

令t=4x1,则t∈[1,4],y=mt﹣2m+7,

①m=0时,g(x)=7是常数,不合题意,舍去;

②m>0时,g(x)的值域是[7﹣m,2m+7],

要使[0,7][7﹣m,2m+7],

只需 ,解得:m≥7;

③m<0时,g(x)的值域是[2m+7,7﹣m],

要使[0,7][2m+7,7﹣m],

只需 ,解得:m≤﹣

综上,m的范围是(﹣∞,﹣ ]∪[7,+∞)


(3)解:由题意得 ,解得:t<

①t≤﹣6时,在区间[t,2]上,f(t)最大,f(﹣2)最小,

∴f(t)﹣f(﹣2)=t2+4t+4=6﹣4t,

即t2+8t﹣2=0,解得:t=﹣4﹣3 或t=﹣4+3 (舍去);

②﹣6<t≤﹣2时,在区间[t,2]上,f(2)最大,f(﹣2)最小,

∴f(2)﹣f(﹣2)=16=6﹣4t,解得:t=﹣

③﹣2<t< 时,在区间[t,2]上,f(2)最大,f(t)最小,

∴f(2)﹣f(t)=﹣t2﹣4t+12=6﹣4t,

即t2=6,解得:t= 或t=﹣

故此时不存在常数t满足题意,

综上,存在常数t满足题意,

t=﹣4﹣3 或t=﹣


【解析】(1)求出函数的对称轴,得到函数的单调性,解关于a的不等式组,解出即可;(2)只需函数y=f(x)的值域是函数y=g(x)的值域的子集,通过讨论m=0,m>0,m<0的情况,得到函数的单调性,从而确定m的范围即可;(3)通过讨论t的范围,结合函数的单调性以及f(2),f(﹣2)的值,得到关于t的方程,解出即可.
【考点精析】关于本题考查的利用导数研究函数的单调性和函数的最大(小)值与导数,需要了解一般的,函数的单调性与其导数的正负有如下关系: 在某个区间内,(1)如果,那么函数在这个区间单调递增;(2)如果,那么函数在这个区间单调递减;求函数上的最大值与最小值的步骤:(1)求函数内的极值;(2)将函数的各极值与端点处的函数值比较,其中最大的是一个最大值,最小的是最小值才能得出正确答案.

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