问题 解答题

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.

答案

解法一:|f(x)|≤1⇔-1≤f(x)≤1⇔-1≤ax2+x≤1,x∈(0,1]=1 ①

①式等价于-

1
x2
-
1
x
≤a≤
1
x2
-
1
x
在x∈(0,1]上恒成立.

t=

1
x
,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=-

1
2a
<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=-

1
2a
>0,

且经过原点(0,0),f(1)=a+1<1,

(i)当-

1
2a
1
2
,即a<-1时,需满足f(x)max=f(-
1
2a
)=-
1
4a
≤1

及f(x)min=f(1)=a+1≥-1,即-2≤a≤-

1
4

(ii)当

1
2
≤-
1
2a
≤1,即-1≤a≤-
1
2
时,需满足f(x)max=f(-
1
2a
)=-
1
4a
≤1

a≤-

1
4

-1≤a≤-

1
2

(iii)当-

1
2a
≥1,即-
1
2
≤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).

单项选择题
单项选择题