题目内容
已知二次函数f(x)=ax2+bx,且f(x+1)为偶函数,定义:满足f(x)=x的实数x称为函数f(x)的“不动点”,若函数f(x)有且仅有一个不动点,(1)求f(x)的解析式;
(2)若函数g(x)=f(x)+
| k |
| x |
| 1 |
| 2 |
| ||
| 3 |
(3)在(2)的条件下,是否存在区间[m,n](m<n),使得f(x)在区间[m,n]上的值域为[km,kn]?若存在,请求出区间[m,n];若不存在,请说明理由.
分析:(1)先根据f(x+1)=a(x+1)2+b(x+1)=ax2+(2a+b)x+a+b为偶函数,得出a,b的一个关系式,再由函数f(x)有且仅有一个不动点,转化为方程f(x)=x有且仅有一个解,即可求得a值,从而写出f(x)的解析式;
(2)由于g(x)=f(x)+
+
x2=x+
在(0,
]上是单调减函数,分类讨论:当k≤0时,当k>0时,利用函数的单调性即可求得实数k的取值范围;
(3)先利用二次函数的性质得到:f(x)在区间[m,n]上是单调增函数,列出关于m,n的方程式:
,此式说明方程-
x2+x=kx的两根为0,2-2k结合方程思想即可解决.
(2)由于g(x)=f(x)+
| k |
| x |
| 1 |
| 2 |
| k |
| x |
| ||
| 3 |
(3)先利用二次函数的性质得到:f(x)在区间[m,n]上是单调增函数,列出关于m,n的方程式:
|
| 1 |
| 2 |
解答:解:(1)f(x+1)=a(x+1)2+b(x+1)=ax2+(2a+b)x+a+b为偶函数,
∴2a+b=0,∴b=-2a,
∴f(x)=ax2-2ax,(2分)
∵函数f(x)有且仅有一个不动点,
∴方程f(x)=x有且仅有一个解,
∴ax2-(2a+1)x=0有且仅有一个解,
∴2a+1=0,a=-
,
∴f(x)=-
x2+x(5分)
(2)g(x)=f(x)+
+
x2=x+
在(0,
]上是单调减函数,
当k≤0时,g(x)=x+
在(0,+∞)上是单调增函数,
∴不成立;(7分)
当k>0时,g(x)=x+
在(0,
]上是单调减函数,
∴
≤
,
∴k≥
(10分)
(3)∵f(x)=-
x2+x=-
(x-1)2+
≤
,
∴kn≤
,
∴n≤
≤
<1,
∴f(x)在区间[m,n]上是单调增函数(11分)
∴
,即
,
方程-
x2+x=kx的两根为0,2-2k(12分)
当2-2k>0,即
≤k<1时,[m,n]=[0,2-2k](13分)
当2-2k<0,即k>1时,[m,n]=[2-2k,0](14分)
当2-2k=0,即k=1时,[m,n]不存在(16分)
∴2a+b=0,∴b=-2a,
∴f(x)=ax2-2ax,(2分)
∵函数f(x)有且仅有一个不动点,
∴方程f(x)=x有且仅有一个解,
∴ax2-(2a+1)x=0有且仅有一个解,
∴2a+1=0,a=-
| 1 |
| 2 |
∴f(x)=-
| 1 |
| 2 |
(2)g(x)=f(x)+
| k |
| x |
| 1 |
| 2 |
| k |
| x |
| ||
| 3 |
当k≤0时,g(x)=x+
| k |
| x |
∴不成立;(7分)
当k>0时,g(x)=x+
| k |
| x |
| k |
∴
| ||
| 3 |
| k |
∴k≥
| 2 |
| 3 |
(3)∵f(x)=-
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
∴kn≤
| 1 |
| 2 |
∴n≤
| 1 |
| 2k |
| 3 |
| 4 |
∴f(x)在区间[m,n]上是单调增函数(11分)
∴
|
|
方程-
| 1 |
| 2 |
当2-2k>0,即
| 2 |
| 3 |
当2-2k<0,即k>1时,[m,n]=[2-2k,0](14分)
当2-2k=0,即k=1时,[m,n]不存在(16分)
点评:本小题主要考查函数解析式的求解及常用方法、函数单调性的性质、函数的值域等基础知识,考查运算求解能力与转化思想.属于基础题.
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