问题 解答题

已知函数y=f(x)的图象关于y轴对称,且满足f(x-2)=ax2-(a-3)x+(a-2).

(Ⅰ)求函数f(x)的解析式;

(Ⅱ)g(x)=f[f(x)],F(x)=pg(x)+f(x),问是否存在p(p<0)使F(x)在区间(-∞,-3]上是减函数,且在区间(-3,0)内是增函数?试证明你的结论.

答案

(Ⅰ)令x-2=t,则x=t+2.

由于f(x-2)=ax2-(a-3)x+(a-2),

所以f(t)=a(t+2)2-(a-3)(t+2)+(a-2)

=at2+3(a+1)t+(3a+4)

∴f(x)=ax2+3(a+1)x+(3a+4)

∵y=f(x)的图象关于y轴对称

∴a≠0且3(a+1)=0,即a=-1

故f(x)=-x2+1

(Ⅱ)g(x)=f[f(x)]=-(-x2+1)2+1

=-x4+2x2F(x)=pg(x)+f(x)=-px4+(2p-1)x2+1

设存在p(p<0),使F(x)满足题目要求,

则当-∞<x1<x2≤-3时,

F(x)是减函数,即F(x1)-F(x2

=(x12-x22)[2p-1-p(x12+x22)]>0

由假设-x1>-x2≥3>0,∴x12>x22>9

∴2p-1-p(x12+x22)>0 ①

又p<0,x12+x22>18∴-p(x12+x22)>-18p

∴2p-1-p(x12+x22)>2p-1-18p=-16p-1

要使①式恒成立,只须-16p-1≥0即p≤-

1
16

又当-3<x1<x2<0时,F(x)是增函数,

即F(x1)-F(x2)<0,也就是2p-1-p(x12+x22)<0 ②

此时0<-x2<-x1<3.x12+x22<18-p(x12+x22)<-18p,

2p-1-p(x12+x22)<-16p-1

要使②式恒成立,只须-16p-1≤0即p≥-

1
16

故存在p=-

1
16
满足题目要求.

另依题意F(-3)是F(x)的极小值,∴F′(-3)=0.

∵F'(x)=-4px3+2(2p-1)x,∴-4p(-3)3+2(2p-1)(-3)=0,

p=-

1
16
.当p=-
1
16
时,

F(x)=

1
16
x4-
9
8
x2+1,F′(x)=
1
4
x3-
9
4
x=
1
4
x(x2-9)

∴当x<-3时,F'(x)<0,F(x)在(-∞,-3]上是减函数;

当x∈(-3,0)时,F(x)是增函数.

故存在p=-

1
16
满足题目要求.

问答题
多项选择题