已知二次函数f(x)=ax2+bx+c,(a≠0),且不等式f(x)<2x的解集为(-1,2).
(1)方程f(x)+3a=0有两个相等的实根,求f(x)的解析式.
(2)f(x)的最小值不大于-3a,求实数a的取值范围.
(3)a如何取值时,函数y=f(x)-(x2-ax+m)(|m|>1)存在零点,并求出零点.
∵f(x)<2x的解集为(-1,2).
∴ax2+(b-2)x+c<0的解集为(-1,2).…(1分)
∴a>0,且方程ax2+(b-2)x+c=0的两根为-1和2.
即
,所以a-b+2+c=0 4a+2b-4+c=0
,b=2-a c=-2a
所以f(x)=ax2+(2-a)x-2a,(a>0)…(2分)
(1)∵方程f(x)+3a-0有两个相等的实根,即ax2+(2-a)x+a=0有两个相等的实根
∴△=(2-a)2-4a2=0,即3a2+4a-4=0,
∴a=-2或a=
…(3分)2 3
∵a>0,∴a=
,∴f(x)=2 3
x2+2 3
x-4 3
…(4分)4 3
(2)f(x)=ax2+(2-a)x-2a=a(x+
)2+2-a 2a -8a2-(2-a)2 4a
∵a>0,∴f(x)的最小值为
,…(5分)-8a2-(2-a)2 4a
则
≤-3a,-8a2-(2-a)2 4a
即3a2+4a-4≤0,即-2≤a≤
,…(7分)2 3
∵a>0,∴0<a≤
…(8分)2 3
(3)由y=f(x)-(x2-ax+m)(|m|>1),得(a-1)x2+2x-(2a+m)=0(※)
①当a=1时,方程(※)有一解x=
+1,m 2
函数=f(x)-(x2-ax+m)有一零点x=
+1,…(9分)m 2
②当a≠1时,△=4[2a2+(m-2)a+(1-m)]
方程(※)有一解则△=4[2a2+(m-2)a+(1-m)]=0,令△1=4m2+4m-4≥0
得m≥2
-2或m≤-22
-2,∵|m|>1,即m>1或m<-1,2
i)当m>1,a=
时,(a=2-m+ 4m2+4m-4 4
(负根舍去)),2-m- 4m2+4m-4 4
函数y=f(x)-(x2-ax+m)有一零点x=
.…(10分)1 1-a
ii)当m≤-2
-2时,a的两根都为正数∴当a=2
或a=2-m+ 4m2+4m-4 4
时,函数y=f(x)-(x2-ax+m)有一零点x=2-m- 4m2+4m-4 4
.(11分)1 1-a
ⅲ)当-2
-2<m<-1时,△1=4m2+4m-4<0,∴△>02
③方程(※)有二解,所以△=4[2a2+(m-2)a+(1-m)]>0,
1)若m>1,△1=4m2+4m-4>0,a>
时,2-m+ 4m2+4m-4 4
(a=
(负根舍去)),函数y=f(x)-(x2-ax+m)2-m- 4m2+4m-4 4
有两个零点x1,2=
=-2± 4[2a2+(m-2)a+(1-m)] 2(a-1)
;…(12分)-1± 2a2+(m-2)a+(1-m) a-1
2)当m<-2
-2时,△1=4m2+4m-4>0,a的两根都为正数,2
∴当a>
或0<a<2-m+ 4m2+4m-4 4
时,2-m- 4m2+4m-4 4
函数y=f(x)-(x2-ax+m)有两个零点x1,2=
.…(13分)-1± 2a2+(m-2)a+(1-m) a-1
ⅲ)当-2
-2≤m<-1时,△1=4m2+4m-4≤0,∴△>0恒成立,2
∴a取大于0(a≠1)的任意数,函数y=f(x)-(x2-ax+m)有两个零点x1,2=
…(14分)-1± 2a2+(m-2)a+(1-m) a-1