题目内容

已知函数f(x)=x2+ax+b(其中a,b∈R),
(1)若当x∈[-1,1],f(x)≤0恒成立,求
b-5
a-2
的取值范围;
(2)若a∈[-1,1],b∈[-1,1],求f(x)无零点的概率;
(3)若对于任意的正整数k,当x=
55…5
k个5
时,都有f(x)=
55…5
2k个5
成立,则称这样f(x)是K2函数,现有函数g(x)=
14
5
x2+(a+2)x+b-f(x)
,试判断g(x)是不是K2函数?并给予证明.?
(1)据题意:
f(-1)≤0
f(1)≤0
a-b+1≤0
a+b+1≤0

可行域如图
b-5
a-2
的几何意义是定点P(2,5)到区域内的点Q(a,b)连线的斜率k,
b-5
a-2
的取值范围为(-∞,-1)∪(1,+∞);
(2)当f(x)有零点时,a2≥4b,满足条件为
-1≤a≤1
-1≤b≤1
a2≥4b

由抛物线的下方与a=±1,b=-1围成的区域面积,S1=
1-1
(
1
4
a2+1)da=(
1
12
a3+a)
|1-1
=
13
6

由直线a=±1,b=±1围成的区域面积S2=4,
故f(x)有零点的概率P=
S1
S2
=
13
24
,∴f(x)无零点的概率为
.
P
=1-P=
11
24

(3)g(x)是K2函数,
证明:g(x)=
9
5
x2+2x
符合条件,
因为
555
k个5
=5(1+10+100++10k-1)=
5
9
(10k-1)

同理:
555
2k个5
=
5
9
(102k-1)
g(
555
k个5
)=g(
5
9
(10k-1))=
9
5
[
5
9
(10k-1)]2+2×
5
9
(10k-1)

=
5
9
(10k-1)2+2×
5
9
(10k-1)
=
5
9
(10k-1)(10k+1)
=
5
9
(102k-1)=
555
2k个5

所以,g(x)=
9
5
x2+2x
符合条件.
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