题目内容

12.已知函数f(x)=x2+4x+a-5,g(x)=m•4x-1-2m+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)

分析 (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.

解答 解:(1)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$\left\{\begin{array}{l}{f(-1)≤0}\\{f(1)≥0}\end{array}\right.$,即$\left\{\begin{array}{l}{a-8≤0}\\{a≥0}\end{array}\right.$,解得:0≤a≤8,
故所求实数a的范围是[0,8];
(2)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=4x-1,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$\left\{\begin{array}{l}{7-m≤0}\\{2m+7≥7}\end{array}\right.$,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$\left\{\begin{array}{l}{2m+7≤0}\\{7-m≥7}\end{array}\right.$,解得:m≤-$\frac{7}{2}$,
综上,m的范围是(-∞,-$\frac{7}{2}$]∪[7,+∞);
(3)由题意得$\left\{\begin{array}{l}{t<2}\\{6-4t>0}\end{array}\right.$,解得:t<$\frac{3}{2}$,
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$\sqrt{2}$或t=-4+3$\sqrt{2}$(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=-$\frac{5}{2}$;
③-2<t<$\frac{3}{2}$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=$\sqrt{6}$或t=-$\sqrt{6}$,
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$\sqrt{2}$或t=-$\frac{5}{2}$.

点评 本题考查了函数的单调性、最值问题,考查导数的应用以及分类讨论思想、转化思想,集合思想,是一道综合题.

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