题目内容
已知f(x)=ax2+bx+c,若a+c=0,f(x)在[-1,1]上的最大值为2,最小值为-
.求证:a≠0且|
|<2.
| 5 |
| 2 |
| b |
| a |
分析:先反设,再分情况进行讨论,即可证明.
解答:证明:由a+c=0,可得c=-a,故f(x)=ax2+bx+(-a).
假设a=0或|
|≥2.
(1)由a=0得f(x)=bx,由于b≠0,故f(x)在[-1,1]上单调,
因此f(x)最大值为|b|,最小值为-|b|.
∴
,矛盾表明a≠0;
(2)由|
|≥2得|-
|≥1且a≠0.
∴区间[-1,1]位于抛物线f(x)=ax2+bx-a的对称轴x=-
的左侧或右侧.
因此,f(x)在[-1,1]上单调,其最大值为|b|,最小值为-|b|,这是不可能的.
由此可知假设不成立,原命题成立,即a≠0且|
|<2.
综上,a≠0且|
|<2.
假设a=0或|
| b |
| a |
(1)由a=0得f(x)=bx,由于b≠0,故f(x)在[-1,1]上单调,
因此f(x)最大值为|b|,最小值为-|b|.
∴
|
(2)由|
| b |
| a |
| b |
| 2a |
∴区间[-1,1]位于抛物线f(x)=ax2+bx-a的对称轴x=-
| b |
| 2a |
因此,f(x)在[-1,1]上单调,其最大值为|b|,最小值为-|b|,这是不可能的.
由此可知假设不成立,原命题成立,即a≠0且|
| b |
| a |
综上,a≠0且|
| b |
| a |
点评:本题考查不等式的证明,考查反证法的运用,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.
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