题目内容
【题目】已知二次函数
(其中
)满足下列三个条件:①
图象过坐标原点;②对于任意
都
成立;③方程
有两个相等的实数根.
(1)求函数
的解析式;
(2)令
(其中
),求函数
的单调区间(直接写出结果即可);
(3)研究方程
在区间
内的解的个数.
【答案】(1)
;(2)见解析;(3)见解析
【解析】
(1)由图象过原点得
,由
得对称轴,方程
有两个相等实根,对应的
,三个条件可得三个等式,从而求得
得解析式;
(2)化简函数
为分段函数,当
时,结合函数
的对称轴求出单调区间,
时类似求出单调区间.
(3)结合(2)中函数的单调性可研究
在
上的零点个数.注意零点存在定理的应用.
(1)因为
图象过坐标原点,所以
,即
,
又
,所以其对称轴是
,即
,
,
又方程
为
,即
有两个相等实根,所以
,
,
所以
.
(2)![]()
,
①当
时,
的对称轴是
,
若
,即
时,
在
上单调递增,
若
,即
时,
在
上单调递增,在
上递减,
②当
时,
的对称轴是
,
则函数
在
上递减,在
上递增,
综上所述,当
时,
的减区间为
,增区间为
;
时,减区间为
,
,增区间为
,
.
(3)①当
时,由(2)知
在
上单调递增,
又
,
,故函数
在
上只有一个零点;
②
时,则
,
,
,
,
(i)当
时,
,
且
,此时
在
上只有一个零点,
(ii)当
时,
且
,此时
在
上有两个不同零点.
综上所述,当
时,
在
上只有一个零点,
时,
在
上有两个不同零点.
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