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其次章 第八节
一、选择题
1.(2021·济南模拟)对于任意a∈[-1,1],函数f(x)=x2+(a-4)x+4-2a的值恒大于零,那么x的取值范围是( )
A.(1,3) B.(-∞,1)∪(3,+∞)
C.(1,2) D.(3,+∞)
[答案] B
[分析] f(x)为二次函数,a为参数,当a∈[-1,1]时,f(x)>0恒成立,可用转化思想转化为一次函数g(a)=(x-2)a+x2-4x+4来争辩,也可以在[-1,1]上取a的值检验.
[解析] 令g(a)=(x-2)a+x2-4x+4,
∵a∈[-1,1]时,g(a)>0恒成立,
且x=2时,g(a)=0.
∴或
∴x>3或x<1,故选B.
2.已知函数f(x)=ax2+(b+c)x+1(a≠0)是偶函数,其定义域为[a-c,b],则点(a,b)的轨迹是( )
A.线段 B.直线的一部分
C.点 D.圆锥曲线
[答案] B
[解析] ∵偶函数的定义域关于原点对称,且f(-x)=f(x),
∴⇒a=-2b(b>0),即点(a,b)的轨迹方程为x+2y=0(y>0),其轨迹为直线的一部分.
3.(2022·四川成都树德中学期中)若函数y=x2-3x-4的定义域为[0,m],值域为[-,-4],则m的取值范围是( )
A.(0,4] B.[,3]
C.[,4] D.[,+∞)
[答案] B
[解析] 二次函数y=x2-3x-4的对称轴是x=,开口向上,最小值是ymin=-,在x=处取得,所以由函数的值域是[-,-4],可知m应当在对称轴的右边,当函数值是-4时,对应的自变量的值是x=0或x=3,假如m比3大,那么函数值就超出[-,-4]的范围,所以m的取值范围是[,3].
4.若方程x2-2mx+4=0的两根满足一根大于2,一根小于2,则m的取值范围是( )
A.(-∞,-) B.(,+∞)
C.(-∞,-2)∪(2,+∞) D.(2,+∞)
[答案] D
[解析] 设f(x)=x2-2mx+4,则题设条件等价于f(2)<0,即4-4m+4<0⇒m>2,故选D.
5.(2021·烟台期中)某公司在甲、乙两地销售一种品牌车,利润(单位:万元)分别为L1=5.06x-0.15x2和L2=2x,其中x为销售量(单位:辆).若该公司在这两地共销售15辆车,则能获得的最大利润为( )
A.45.606 B.45.6
C.45.56 D.45.51
[答案] B
[解析] 依题意可设甲销售x辆,则乙销售(15-x)辆,
∴总利润S=5.06x-0.15x2+2(15-x)
=-0.15x2+3.06x+30(x≥0).
∴当x=10时,Smax=45.6(万元).
6.函数f(x)对任意x∈R,满足f(x)=f(2-x).假如方程f(x)=0恰有2021个实根,则全部这些实根之和为( )
A.0 B.2021
C.4026 D.8052
[答案] B
[解析] ∵x∈R时,f(x)=f(2-x),∴f(x)的图象关于直线x=1对称,实根之和为1×2021=2021.
二、填空题
7.设f(x)是定义在R上且周期为2的函数,在区间[-1,1]上,f(x)=其中a、b∈R,若f()=f(),则a+3b的值为________.
[答案] -10
[解析] ∵f(x)的周期为2,则f()=f(-2)=f(-),
∴f(-)=f(),代入可得3a+2b=-2.
同理f(-1)=f(-1+2)=f(1),化简得b=-2a,
两式联立解得a=2,b=-4,
∴a+3b=2+3×(-4)=-10.
充分利用函数周期性的性质,将所求函数值转化为已知区间内的函数值.
8.若函数f(x)=ax+b(a≠0)的一个零点是1,则函数g(x)=bx2-ax的零点是________.
[答案] 0或-1
[解析] 由题意知ax+b=0(a≠0)的解为x=1,∴b=-a,∴g(x)=-ax2-ax=-ax(x+1),令g(x)=0,则x=0或x=-1.
9.(2022·辽宁沈阳质量监测)定义运算:xy=例如:34=3,(-2)4=4,则函数f(x)=x2(2x-x2)的最大值为________.
[答案] 4
[解析] 由2x-x2≥0得0≤x≤2,
由“xy”的定义知,
当0≤x≤2时,f(x)=x2≤4;
当x<0或x>2时,f(x)=2x-x2<0,
∴f(x)的最大值为4.
三、解答题
10.已知二次函数f(x)满足f(2)=-1,f(-1)=-1,且f(x)的最大值是8,试确定此二次函数.
[分析] 由条件知f(x)的图象过点(2,-1)和(-1,-1),且顶点纵坐标为8,故可设出一般式求解.
[解析] 设f(x)=ax2+bx+c(a≠0),
依题意有
解之得,
∴所求二次函数为y=-4x2+4x+7.
[点评] 求二次函数的解析式时,确定要先分析已知条件,确定要选取的解析式的形式.假如留意到f(2)=-1和f(-1)=-1的特点,可知①f(x)的对称轴方程为x=,②令g(x)=f(x)+1,则2和-1为g(x)的两个零点,且g(x)的最大值为9,据此又可得到不同的解答.
一、选择题
11.设二次函数f(x)=ax2-2ax+c在区间[0,1]上单调递减,且f(m)≤f(0),则实数m的取值范围是( )
A.(-∞,0] B.[2,+∞)
C.(-∞,0]∪[2,+∞) D.[0,2]
[答案] D
[解析] 二次函数f(x)=ax2-2ax+c在区间[0,1]上单调递减,则a≠0,f ′(x)=2a(x-1)<0,x∈[0,1],
所以a>0,即函数的图象开口向上,对称轴是直线x=1.
所以f(0)=f(2),则当f(m)≤f(0)时,有0≤m≤2.
12.(2021·郑州第一次质量猜想)图中阴影部分的面积S是关于h的函数(0≤h≤H),则该函数的大致图象是( )
[答案] B
[解析] 由题图知,随着h的增大,阴影部分的面积S渐渐减小,且减小得越来越慢,结合选项可知选B.
13.(2022·北京朝阳上学期期末)函数f(x)=x2-3x的图象为曲线C1,函数g(x)=4-x2的图象为曲线C2,过x轴上的动点M(a,0)(0≤a≤3)作垂直于x轴的直线分别交曲线C1,C2于A,B两点,则线段AB长度的最大值为( )
A.2 B.4
C.5 D.
[答案] D
[解析] 过点M(a,0)(0≤a≤3)作垂直于x轴的直线,方程为x=a,与曲线C1的交点A(a,a2-3a),与曲线C2的交点B(a,4-a2),所以|AB|=|(a2-3a)-(4-a2)|=|2a2-3a-4|=|2(a-)2-|.由于0≤a≤3,所以-≤2(a-)2-≤5,所以0≤|2(a-)2-|≤,所以|AB|max=.
14.(2021·昆明重点中学检测)在R上定义运算⊗:x⊗y=x(1-y).若对任意x>2,不等式(x-a)⊗x≤a+2都成立,则实数a的取值范围是( )
A.[-1,7] B.(-∞,3]
C.(-∞,7] D.(-∞,-1]∪[7,+∞)
[答案] C
[分析] 先依据⊗的定义将不等式等价转化为一元二次不等式,然后利用二次函数的图象与性质争辩二次不等式在(2,+∞)上恒成立时,a的取值范围.
[解析] 由题意得(x-a)⊗x=(x-a)(1-x),故不等式(x-a)⊗x≤a+2可化为(x-a)(1-x)≤a+2,化简得x2-(a+1)x+2a+2≥0,故原题等价于x2-(a+1)x+2a+2≥0在(2,+∞)上恒成立,二次函数f(x)=x2-(a+1)x+2a+2图象的对称轴为x=,争辩得或,解得a≤3或3<a≤7,综上可得,a≤7.
二、填空题
15.(2021·深圳市五校联考)若不等式x2<|x-1|+a的解集是区间(-3,3)的子集,则实数a的范围为________.
[答案] (-∞,5]
[解析] 不等式x2<|x-1|+a等价于x2-|x-1|-a<0,
设f(x)=x2-|x-1|-a,
若不等式x2<|x-1|+a的解集是区间(-3,3)的子集,
则∴∴a≤5.
16.(2021·天津模拟)若关于x的不等式x2+x-()n≥0对任意n∈N*在x∈(-∞,λ]上恒成立,则实数λ的取值范围是________.
[答案] (-∞,-1]
[解析] ∵n∈N*,∴()n≤,
由题意x2+x≥()n恒成立,
∴x2+x≥.(*)
∵x2+x=(x+)2-
∴要使(*)式在(-∞,λ]上恒成立,应有λ2+λ≥,
∴λ≤-1或λ≥,但>-,不合题意,∴λ≤-1.
三、解答题
17.已知函数f(x)=ax2+(b-8)x-a-ab(a≠0),当x∈(-3,2)时,f(x)>0;当x∈(-∞,-3)∪(2,+∞)时,f(x)<0.
(1)求f(x)在[0,1]内的值域;
(2)c为何值时,不等式ax2+bx+c≤0在[1,4]上恒成立.
[解析] (1)由题意得x=-3和x=2是函数f(x)的零点且a≠0,则
解得,∴f(x)=-3x2-3x+18.
(1)如图,由图象知,函数f(x)在[0,1]内单调递减,
∴当x=0时,y=18,当x=1时,y=12,
∴f(x)在[0,1]内的值域为[12,18].
(2)解法1:令g(x)=-3x2+5x+c.
∵g(x)在上单调递减,要使g(x)≤0在[1,4]上恒成立,则需要g(x)max=g(1)≤0,
即-3+5+c≤0,解得c≤-2.
∴当c≤-2时,不等于ax2+bx+c≤0在[1,4]上恒成立.
解法2:不等式-3x2+5x+c≤0在[1,4]上恒成立,
即c≤3x2-5x,在[1,4]上恒成立.
令g(x)=3x2-5x,∵x∈[1,4],
∴g(x)在[1,4]上单调递增,
∴g(x)min=g(1)=3×12-5×1=-2,∴c≤-2.
18.(2021·江西赣州博雅文化学校月考)已知f(x)是二次函数,不等式f(x)<0的解集是(0,5),且f(x)在区间[-1,4]上的最大值是12.
(1)求f(x)的解析式;
(2)是否存在正整数m,使得方程f(x)+=0在区间(m,m+1)内有且只有两个不等的实数根?若存在,求出全部m的值;若不存在,请说明理由.
[解析] (1)由于f(x)是二次函数,且f(x)<0的解集是(0,5),
所以可设f(x)=ax(x-5)(a>0).
所以f(x)在区间[-1,4]上的最大值是f(-1)=6a,
由已知得6a=12,∴a=2.
∴f(x)=2x(x-5)=2x2-10x(x∈R).
(2)方程f(x)+=0⇔2x3-10x2+37=0,
设h(x)=2x3-10x2+37,则h′(x)=6x2-20x=2x(3x-10).
当x∈(0,)时,h′(x)<0,h(x)是减函数;
当x∈(,+∞)时,h′(x)>0,h(x)是增函数.
由于h(3)=1>0,h()=-<0,h(4)=5>0.
所以方程h(x)=0在区间(3,),(,4)内分别有唯一实数根,而区间(0,3),(4,+∞)内没有实数根.
所以存在唯一的正数m=3,使得方程f(x)+=0在区间(m,m+1)内有且只有两个不等的实数根.
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