已知函数g(x)=ax2﹣2ax+1+b(a≠0,b<1),在区间[2,3]上有最小值1

已知函数g(x)=ax2﹣2ax+1+b(a≠0,b<1),在区间[2,3]上有最小值1,最大值4,设f(x)=

(1)若不等式f(2x)﹣k+2≥0在x∈[﹣1,1]上恒成立,求实数k的范围;

(2)方程f(|2x﹣1|)+k(﹣3)=0有四个不同的实数解,求实数k的范围.

 

答案

考点: 二次函数的性质;根的存在性及根的个数判断.

专题: 函数的性质及应用.

分析: (1)讨论a>0和a<0,判断g(x)在[2,3]上的单调性,根据单调性求g(x)的最值,从而求出a,b,并满足b<1,从而求出a=1,b=0,这样可以得到不等式在x∈[﹣1,1]上恒成立,由基本不等式可求出在[﹣1,1]上的最小值2,从而k≤2;

(2)根据f(x)的解析式可将原方程变成|2x﹣1|2﹣(2+3k)|2x﹣1|+1+2k=0,|2x﹣1|≠0,令|2x﹣1|=t,得到关于t的方程:t2﹣(2+3k)t+1+2k=0,根据|2x﹣1|=t的图象及原方程有四个不同实数解,得到方程t2﹣(2+3k)t+1+2k=0在(0,1)上有两个不同实数根,结合二次函数的图象即可得到限制k的不等式组,解不等式组即得k的范围.

解答: 解:g(x)的对称轴为x=1;

①若a>0,则g(x)在[2,3]上单调递增;

∴g(x)在[2,3]上的最小值为g(2)=1+b=1,最大值为g(3)=3a+1+b=4;

∴a=1,b=0;

②若a<0,g(x)在[2,3]上单调递减;

∴g(x)在[2,3]上的最小值为g(3)=3a+1+b=1,最大值为g(2)=1+b=4;

∴a=﹣1,b=3;

∵b<1;

∴a=1,b=0;

∴g(x)=x2﹣2x+1;

∴不等式f(2x)﹣k+2≥0在[﹣1,1]上恒成立,化成在x∈[﹣1,1]上恒成立;

,当x=0时取“=”;

在[﹣1,1]上的最小值为2;

∴k≤2;

∴实数k的范围为(﹣∞,2];

(2)方程化为

即|2x﹣1|2﹣(2+3k)|2x﹣1|+1+2k=0,2x﹣1≠0;

令|2x﹣1|=t,则方程化为t2﹣(2+3k)t+(1+2k)=0,(t≠0);

可画出t=|2x﹣1|的图象如下所示:

∵原方程有四个不同的解;

∴方程t2﹣(2+3k)t+1+2k=0有两个不同实数根,且都在区间(0,1)上;

设h(t)=t2﹣(2+3k)t+1+2k,则k需满足:

解得

∴实数k的范围为().

点评: 考查二次函数的单调性,根据单调性求函数在闭区间上的最值,以及运用基本不等式求函数最值,能够画出函数|2x﹣1|的图象,熟悉并会运用二次函数图象.

 

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