问题 解答题
设函数f(x)=x2+m(m∈R).
(1)如果m=
1
4
,方程y=f(x)-kx在[-1,1]上存在零点,求k的取值范围;
(2)如果m=-1,对任意x∈[
2
3
,+∞)
f(
x
m
)-4m2f(x)≤f(x-1)+4f(m)
恒成立,求实数m的取值范围;
(3)求h(x)=2f(x)+x|x-m|的最小值.
答案

(1)方程f(x)-kx=0,即x2-kx+

1
4
=0,故方程在[-1,1]上有解.令g(x)=x2-kx+
1
4

①若对称轴x=

k
2
在[-1,1]上,则有 
-1≤
k
2
≤1
△≥0
g(-1)≥0 ,  或g(1)≥0
,解得-2≤k≤-1或1≤k≤2.…(2分)

②若对称轴 x=

k
2
在[-1,1]的左侧,则有 
k
2
<-1
g(-1)•g(1)≤0
,解得k<-2.…(4分)

③若对称轴 x=

k
2
在[-1,1]的右侧,则有
k
2
>1
g(-1)•g(1)≤0
 解得k≥2.

综合得k≤-1或k≥1.…(6分)

(2)当m=-1时,不等式f(

x
m
)-4m2f(x)≤f(x-1)+4f(m) 即,
1
m2
-4m2≤-
3
x2
-
2
x
+1
x∈[
3
2
,+∞)
.…(8分)

因为y=-

3
x2
-
2
x
+1=-3(
1
x
+
1
3
)2+
4
3
1
x
∈(0,
2
3
],当
1
x
=
2
3
,x=
3
2
时,ymin=-
5
3

1
m2
-4m2≤-
5
3
,即(3m2+1)(4m2-3)≥0,∴m≤-
3
2
,或m≥
3
2
.…(10分)

(3)①当x≥m时,f(x)=3x2-mx+2m,如果m≥0,f(x)min=2m2+2m; 如果m<0,f(x)min=2m-

m2
12

②当x≤m时,f(x)=x2+mx+2m,如果m≥0,f(x)min=-

m2
4
+2m;如果m<0,f(x)min=2m2+2m

由于2m2+2m-(-

m2
4
+2m)≥0,2m-
m2
12
-
(2m2+2m)≤0,

所以f(x)min=

2m-
m2
4
,m≥0
2m-
m2
12
,m<0.
. …(16分)

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