问题 解答题

已知函数f(x)=ax2+bx(a,b为常数,且a≠0)满足条件f(1-x)=f(1+x),且函数g(x)=f(x)-x只有一个零点.

(Ⅰ)求函数f(x)的解析式;

(Ⅱ)求实数m,n(m<n),使得f(x)的定义域为[m,n]时,f(x)的取值范围是[3m,3n].

答案

(Ⅰ)因为二次函数f(x)=ax2+bx满足条件f(1-x)=f(1+x),

所以函数f(x)图象的对称轴是直线x=1.所以-

b
2a
=1,即b=-2a. …2分

因为函数g(x)=f(x)-x只有一个零点,即ax2-(2a+1)x=0有等根.

所以△=(2a+1)2=0.…4分

即a=-

1
2
,b=1.所以f (x)=-
1
2
x2+x.      …6分

(Ⅱ)①当m<n<1时,f (x)在[m,n]上单调递增,f (m)=3m,f (n)=3n,

所以m,n是-

1
2
x2+x=3x的两根.

解得m=-4,n=0;                    …8分

②当m≤1≤n时,3n=

1
2
,解得n=
1
6
.不符合题意;  …10分

③当1<m<n时,f (x)在[m,n]上单调递减,所以f (m)=3n,f (n)=3m.

即-

1
2
m2+m=3n,-
1
2
n2+n=3m.

相减得-

1
2
(m2-n2)+(m-n)=3(n-m).

因为m≠n,所以-

1
2
(m+n)+1=-3.所以m+n=8.

将n=8-m代入-

1
2
m2+m=3n,

得-

1
2
m2+m=3(8-m).但此方程无解.

所以m=-4,n=0时,f (x)的定义域和值域分别是[m,n]和[3m,3n].…14分.

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