已知二次函数f(x)=ax2+x.对于∀x∈(0,1],|f(x)|≤1成立,求实数a的取值范围.
解法一:|f(x)|≤1⇔-1≤f(x)≤1⇔-1≤ax2+x≤1,x∈(0,1]=1 ①
①式等价于--≤a≤-在x∈(0,1]上恒成立.
设t=,则t∈[1,+∞),则有-t2-t≤a≤t2-t,所以只须,
| a≥(-t2-t)max=-2 | a≤(t2-t)min=0 |
| |
⇒-2≤a≤0,又a≠0,
∴-2≤a<0.
综上,所求实数a的取值范围是[-2,0).
解法二:由|f(x)|≤1得-1≤ax2+x≤1,x∈(0,1],
(1)当a>0时,函数f(x)=ax2+x的图象开口方向向上,对称轴为x=-<0,
且经过原点(0,0),只需f(1)=a+1≤1,即a≤0,矛盾!
(2)当a<0时,函数f(x)=ax2+x的图象开口方向向下,对称轴为x=->0,
且经过原点(0,0),f(1)=a+1<1,
(i)当-<,即a<-1时,需满足f(x)max=f(-)=-≤1
及f(x)min=f(1)=a+1≥-1,即-2≤a≤-;
(ii)当≤-≤1,即-1≤a≤-时,需满足f(x)max=f(-)=-≤1,
即a≤-,
∴-1≤a≤-;
(iii)当-≥1,即-≤a<0,需满足f(x)max=f(1)=a+1≤1,这显然成立;
综上,实数a的取值范围是[-2,0).