题目内容


定义在R上的函数g(x)及二次函数h(x)满足:g(x)+2g(-x)=ex+-9,h(-2)=h(0)=1且h(-3)=-2.

(1)求g(x)和h(x)的解析式;

(2)对于x1,x2∈[-1,1],均有h(x1)+ax1+5≥g(x2)-x2g(x2)成立,求a的取值范围;

(3)设f(x)=在(2)的条件下,讨论方程f[f(x)]=a+5的解的个数情况.


解:(1)∵g(x)+2g(-x)=ex+-9,①

∴g(-x)+2g(x)=e-x+-9,即g(-x)+2g(x)=2ex+-9,②

由①②联立解得,g(x)=ex-3.

∵h(x)是二次函数,且h(-2)=h(0)=1,可设h(x)=ax(x+2)+1,

由h(-3)=-2,解得a=-1,

∴h(x)=-x(x+2)+1=-x2-2x+1,

∴g(x)=ex-3,h(x)=-x2-2x+1.

(2)设φ(x)=h(x)+ax+5=-x2+(a-2)x+6,

F(x)=g(x)-xg(x)=ex-3-x(ex-3)=(1-x)ex+3x-3,

依题意知,当-1≤x≤1时,φ(x)min≥F(x)max.

∵F′(x)=-ex+(1-x)ex+3=-xex+3,在[-1,1]上单调递减,

∴F′(x)min=F′(1)=3-e>0,

∴F(x)在[-1,1]上单调递增,∴F(x)max=F(1)=0,

∴解得-3≤a≤7,

∴实数a的取值范围为[-3,7].

(3)设t=a+5,由(2)知,2≤t≤12.

f(x)的图象如图所示:

设f(x)=T,则f(T)=t.

当t=2,即a=-3时,T=-1或者T=ln 5,f(x)=-1有2个解,f(x)=ln 5有3个解;

当2<t<e2-3,即-3<a<e2-8时,T=ln(t+3)且ln 5<T<2,f(x)=T有3个解;

当t=e2-3,即a=e2-8时,T=2,f(x)=T有2个解;

当e2-3<t≤12,即e2-8<a≤7时,T=ln(t+3)>2,f(x)=T有1个解.

综上所述:

当a=-3时,方程有5个解;

当-3<a<e2-8时,方程有3个解;

当a=e2-8时,方程有2个解;

当e2-8<a≤7时,方程有1个解.

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