问题 解答题

已知函数f(x)=-2x2+(a+3)x+1-2a,g(x)=x(1-2x)+a,其中a∈R.

(1)若函数f(x)是偶函数,求函数f(x)在区间[-1,3]上的最小值;

(2)用函数的单调性的定义证明:当a≤1时,f(x)在区间[1,+∞)上为减函数;

(3)求对于任意a∈[-3,+∞),函数f(x)的图象恒在函数g(x)图象上方的实数x的取值范围.

答案

(1)∵函数f(x)是偶函数,∴f(-x)=f(x),x∈R恒成立,

即:-2x2+(a+3)x+1-2a=-2x2-(a+3)x+1-2a

∴a=-3

∴f(x)=-2x2+7;易知其对称轴为:x=0

∴当x=0时,f(x)max=7,当x=3时,f(x)min=-11;

(2)当a≤1时,f(x)=-2x2+(a+3)x+1-2a,下面证明函数f(x)在区间[1,+∞)上是减函数.

设x1>x2≥1,则f(x1)-f(x2)=)=-2x12+(a+3)x1+1-2a-(-2x22+(a+3)x2+1-2a,)

=-2(x12-x22)+(a+3)(x1-x2

=(x1-x2)[-2(x1+x2)+a+3]

∵x1>x2≥1,则x1-x2>0,且-2(x1+x2)<-4,

∵a≤1,∴a+3≤4,∴-2(x1+x2)+a+3<0

∴f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),

故函数f(x)在区间[1,+∞)上是减函数.

(3)对于任意a∈[-3,+∞),函数f(x)的图象恒在函数g(x)图象上方,

即-2x2+(a+3)x+1-2a>x(1-2x)+a在a∈[-3,+∞)上恒成立,

即(x-3)a+2x+1>0在a∈[-3,+∞)上恒成立,

设h(a)=(x-3)a+2x+1,

x-3>0
h(-3)>0
,即
x-3>0
-3(x-3)+2x+1>0

解得3<x<10,

∴实数x的取值范围为(3,10).

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