问题 解答题

已知f(x)=ax2+4x+1(a<0),对于给定的负数a,存在一个最大的正数t,在区间[0,t]上,|f(x)|≤3恒成立.

(1)当a=-1时,求t的值;           

(2)求t关于a的表达式g(a);

(3)求g(a)的最大值.

答案

(1)当a=-1时,f(x)=-(x-2)2+5

由于函数f(x)的最大值大于3,要使存在一个最大的正数t,在区间[0,t]上,|f(x)|≤3恒成立,所以t只能是-x2+4x+1=3的较小的根2-

2

(2)由a<0,f(x)=a(x+

2
a
)2+1-
4
a

1-

4
a
>3,即-2<a<0时,要使|f(x)|≤3,在区间[0,t]上恒成立,要使得正数t最大,正数t只能是ax2+4x+1=3的较小的根,即t=
2a+4
-2
a

1-

4
a
≤3,即a≤-2时,要使|f(x)|≤3,在区间[0,t]上恒成立,要使得正数t最大,正数t只能是ax2+4x+1=-3的较大的根,即t=
-2
1-a
-2
a

所以g(a)=

2a+4
-2
a
(-2<a<0)
-2
1-a
-2
a
(a≤-2)

(2)当-2<a<0时,t=

2a+4
-2
a
=
2
2a+4
+2
1
2

当a≤-2时,t=

-2
1-a
-2
a
=
2
1-a
-1
2
3
-1
=
3
+1;

所以g(a)的最大值为

3
+1.

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