即f(x)=ax-ax-2a-1.
4a(-2a-1)-(-a)
又函数的最大值是8,即=8,
4a解得a=-4,
∴所求函数的解析式为f(x)=-4x+4x+7. (2)∵f(2-x)=f(2+x)对x∈R恒成立, ∴f(x)的对称轴为x=2.
又∵f(x)的图象在x轴上截得的线段长为2, ∴f(x)=0的两根为1和3.
设f(x)的解析式为f(x)=a(x-1)(x-3)(a≠0), 又∵f(x)的图象过点(4,3),∴3a=3,∴a=1. ∴所求f(x)的解析式为f(x)=(x-1)(x-3), 即f(x)=x-4x+3.
规律方法 用待定系数法求二次函数的解析式,关键是灵活选取二次函数解析式的形式,选法如下:
2
2
2
2
【训练1】 若函数f(x)=(x+a)(bx+2a)(常数a,b∈R)是偶函数,且它的值域为(-∞,4],则该函数的解析式f(x)= W. 解析 由f(x)是偶函数知f(x)的图象关于y轴对称, ∴b=-2,∴f(x)=-2x+2a, 又f(x)的值域为(-∞,4], ∴2a=4,故f(x)=-2x+4. 答案 -2x+4
考点二 二次函数的图象与性质
2
2
22
2
【例2】 已知函数f(x)=x+2ax+3,x∈[-4,6]. (1)当a=-2时,求f(x)的最值;
(2)求实数a的取值范围,使y=f(x)在区间[-4,6]上是单调函数; (3)当a=-1时,求f(|x|)的单调区间.
解 (1)当a=-2时,f(x)=x-4x+3=(x-2)-1,由于x∈[-4,6], ∴f(x)在[-4,2]上单调递减,在[2,6]上单调递增, ∴f(x)的最小值是f(2)=-1,
又f(-4)=35,f(6)=15,故f(x)的最大值是35.
(2)由于函数f(x)的图象开口向上,对称轴是x=-a,所以要使f(x)在[-4,6]上是单调函数,应有-a≤-4或-a≥6,即a≤-6或a≥4, 故a的取值范围是(-∞,-6]∪[4,+∞).
(3)由-4≤|x|≤6,得-6≤x≤6,当a=-1时,f(|x|)=x-2|x|+3
?x+2x+3=(x+1)+2,x≤0,?=?2 2
?x-2x+3=(x-1)+2,x>0,?
2
2
2
2
2
2
其图象如图所示,
∴f(|x|)在[-6,6]上的单增区间为[-1,0]和[1,6],单减区间为[-6,-1)和(0,1). 规律方法 解决二次函数图象与性质问题时要注意:
(1)抛物线的开口、对称轴位置、定义区间三者相互制约,常见的题型中这三者有两定一不定,要注意分类讨论;
(2)要注意数形结合思想的应用.
【训练2】 (1)设abc>0,二次函数f(x)=ax+bx+c的图象可能是( )
2
(2)若函数f(x)=ax+2x+3在区间[-4,6]上是单调递增函数,则实数a的取值范围是 W.
解析 (1)由A,C,D知,f(0)=c<0,
2
从而由abc>0,所以ab<0,所以对称轴x=->0,知A,C错误,D满足要求;由B知f(0)
2a=c>0,
所以ab>0,所以对称轴x=-<0,B错误.
2a(2)由题意可知f′(x)=2ax+2≥0在[-4,6]上恒成立,
??f′(-4)=-8a+2≥0,所以?
?f′(6)=12a+2≥0,?
bb11所以-≤a≤.
64
?11?答案 (1)D (2)?-,?
?64?
考点三 二次函数的最值
【例3-1】 已知函数f(x)=ax+2ax+1在区间[-1,2]上有最大值4,求实数a的值. 解 f(x)=a(x+1)+1-a.
(1)当a=0时,函数f(x)在区间[-1,2]上的值为常数1,不符合题意,舍去; (2)当a>0时,函数f(x)在区间[-1,2]上是增函数,最大值为f(2)=8a+1=4,解3得a=;
8
(3)当a<0时,函数f(x)在区间[-1,2]上是减函数,最大值为f(-1)=1-a=4,解得a=-3.
3
综上可知,a的值为或-3.
8
【例3-2】 将例3-1改为:求函数f(x)=x+2ax+1在区间[-1,2]上的最大值. 解 f(x)=(x+a)+1-a,
∴f(x)的图象是开口向上的抛物线,对称轴为x=-a, 11
(1)当-a<,即a>-时,f(x)max=f(2)=4a+5;
2211
(2)当-a≥,即a≤-时,f(x)max=f(-1)=2-2a.
221
4a+5,a>-,
2
综上,f(x)max=
1
2-2a,a≤-.
2
2
2
2
2
2
?????
规律方法 研究二次函数的性质,可以结合图象进行;对于含参数的二次函数问题,要明确参数对图象的影响,进行分类讨论.
【训练3】 设函数f(x)=x-2x+2,x∈[t,t+1],t∈R,求函数f(x)的最小值. 解 f(x)=x-2x+2=(x-1)+1,x∈[t,t+1],t∈R,函数图象的对称轴为x=1. 当t+1<1,即t<0时,函数图象如图(1)所示,函数f(x)在区间[t,t+1]上为减函数, 所以最小值为f(t+1)=t+1;
当t≤1≤t+1,即0≤t≤1时,函数图象如图(2)所示,在对称轴x=1处取得最小值,最小值为f(1)=1;
2
2
2
2
当t>1时,函数图象如图(3)所示,函数f(x)在区间[t,t+1]上为增函数, 所以最小值为f(t)=t-2t+2.
2
t+1,t<0,??
综上可知,f(x)min=?1,0≤t≤1,
??t2-2t+2,t>1.
考点四 一元二次方程根的分布 角度1 两根在同一区间
【例4-1】 若二次函数y=-x+mx-1的图象与两端点为A(0,3),B(3,0)的线段AB有两个不同的交点,求实数m的取值范围. 解 线段AB的方程为+=1(x∈[0,3]), 33即y=3-x(x∈[0,3]), 由题意得方程组:?
2
2
2
多维探究
xy?y=3-x,?
2
??y=-x+mx-1,
消去y得x-(m+1)x+4=0,①
由题意可得,方程①在x∈[0,3]内有两个不同的实根,令f(x)=x-(m+1)x+4,
2
?1?0≤m+≤3,2则?
f(0)=4≥0,??f(3)=10-3m≥0,
Δ=(m+1)2-16>0,
m<-5或m>3,
??-1≤m≤5,解得?
10m≤,??3
10?10?所以3 3?3? 角度2 两根在不同区间 【例4-2】 求实数m的取值范围,使关于x的方程x+2(m-1)x+2m+6=0. (1)一根大于1,另一根小于1; (2)两根α,β满足0<α<1<β<4; (3)至少有一个正根. 解 令f(x)=x+2(m-1)x+2m+6, 5 (1)由题意得f(1)=4m+5<0,解得m<-. 45??即实数m的取值范围是?-∞,-?. 4?? 2 2 f(0)=2m+6>0,?5?m<-, 4 (2)?f(1)=4m+5<0,解得 ?7?f(4)=10m+14>0, 5?75?7 所以- 4?54?5 ?????m>-5, m>-3, ??f(0)=2m+6>0, (3)当方程有两个正根时,? 2(m-1)->0,??2 解得-3 Δ=4(m-1)2-4(2m+6)>0, 当方程有一个正根一个负根时,f(0)=2m+6<0,解得m<-3. 当方程有一个根为零时,f(0)=2m+6=0,解得m=-3, 此时f(x)=x-8x,另一根为8,满足题意. 综上可得,实数m的取值范围是(-∞,-1). 角度3 在区间(m,n)内有且只有一个实根 【例4-3】 已知函数f(x)=mx-2x+1有且仅有一个正实数的零点,求实数m的取值范围. 解 依题意,得 2 2 m>0,??2 (1)?Δ=(-2)-4m>0,无解. ??f(0)<0,