问题 解答题
已知函数f(x)=
1
2
x2-3x-
3
4
.定义函数f(x)与实数m的一种符号运算为m⊗f(x)=f(x)•[f(x+m)-f(x)].
(1)求使函数值f(x)大于0的x的取值范围;
(2)若g(x)=4⊗f(x)+
7
2
x2
,求g(x)在区间[0,4]上的最大值与最小值;
(3)是否存在一个数列{an},使得其前n项和Sn=4⊗f(n)+
7
2
n2
.若存在,求出其通项;若不存在,请说明理由.
答案

(1)由f(x)>0,得

1
2
x2-3x-
3
4
>0,…(1分)

即2x2-12x-3>0,解得x<3-

42
2
x>3+
42
2

所以,x的取值范围为 (-∞,3-

42
2
)∪(3+
42
2
,+∞).…(3分)

(2)g(x)=4⊗f(x)+

7
2
x2=(
1
2
x2-3x-
3
4
)•{[
1
2
(x+4)2-3(x+4)-
3
4
]-(
1
2
x2-3x-
3
4
)}+
7
2
x2
=(
1
2
x2-3x-
3
4
)•(
1
2
×8x+
1
2
×16-3×4)+
7
2
x2
=(
1
2
x2-3x-
3
4
)•(4x-4)+
7
2
x2
=2x3-
21
2
x2+9x+3
.…(5分)

对g(x)求导,得g'(x)=6x2-21x+9=3(x-3)(2x-1).

令g'(x)=0,解得x=

1
2
或x=3.…(6分)

当x变化时,g'(x)、g(x)的变化情况如下表:

x0(0,
1
2
)
1
2
(
1
2
,3)
3(3,4)4
g'(x)+0-0+
g(x)3
41
8
-
21
2
-1
所以,g(x)在区间[0,4]上的最大值为
41
8
,最小值为-
21
2
.…(10分)

(3)存在.

由(2)得Sn=4⊗f(n)+

7
2
n2=2n3-
21
2
n2+9n+3
.…(11分)

当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(2n3-

21
2
n2+9n+3)-[2(n-1)3-
21
2
(n-1)2+9(n-1)+3]=2(3n2-3n+1)+
21
2
(-2n+1)+9=6n2-27n+
43
2

当n=1时,a1=S1=2×13-

21
2
×12+9×1+3=
7
2
.…(13分)

所以,an=

7
2
 
 
(n=1)
6n2-27n+
43
2
 
 
(n≥2)
.…(14分)

判断题
解答题