已知二次函数f(x)=ax2+bx(a≠0),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)+kx2在(0,4)上是增函数,求实数k的取值范围;
(3)是否存在区间[m,n](m<n),使得f(x)在区间[m,n]上的值域为[3m,3n]?若存在,请求出m,n的值;若不存在,请说明理由.
(1)由题意可得,二次函数f(x)=ax2+bx(a≠0)的对称轴为x=-
=1,b 2a
∴b=-2a,
f(x)=ax2 -2ax.
再根据函数f(x)有且仅有一个不动点,可得ax2 -2ax=x只有一个解,
故△=(2a+1)2-0=0,
∴a=-
,b=11 2
∴f(x)=-
x2+x1 2
(2)∵函数g(x)=f(x)+kx2=(k-
)x2+x1 2
当k-
=0,即k=1 2
时,1 2
g(x)=x在(0,4)上是增函数,满足要求;
当k-
>0,即k>1 2
时,1 2
若g(x)=x在(0,4)上是增函数,
则
≤0,解得k>1 1-2k
,1 2
当k-
<0,即k<1 2
时,1 2
若g(x)=x在(0,4)上是增函数,
则
≥4,解得1 1-2k
≤k<3 8
,1 2
综上所述,实数k的取值范围为[
,+∞)3 8
(3)f(x)=-
x2+x=-1 2
(x-1)2+1 2
≤1 2 1 2
∵f(x)在区间[m,n]上的值域为[3m,3n]
∴3n≤1 2
∴n≤1 6
故m<n≤1 6
∴f(x)在区间[m,n]上为增函数
∴f(m)=2m f(n)=3n
即-
m2+m=3m1 2 -
n2+n=3n1 2
即m,n为方程-
x2+x=3x的两根,1 2
解-
x2+x=3x得x=-4,或x=01 2
故m=-4,n=0