问题 解答题

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.

答案

∵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.

a-b+2+c=0
4a+2b-4+c=0
,所以
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=

2
3
…(3分)

∵a>0,∴a=

2
3
,∴f(x)=
2
3
x2+
4
3
x-
4
3
…(4分)

(2)f(x)=ax2+(2-a)x-2a=a(x+

2-a
2a
)2+
-8a2-(2-a)2
4a

∵a>0,∴f(x)的最小值为

-8a2-(2-a)2
4a
,…(5分)

-8a2-(2-a)2
4a
≤-3a,

即3a2+4a-4≤0,即-2≤a≤

2
3
,…(7分)

∵a>0,∴0<a≤

2
3
…(8分)

(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=

m
2
+1,

函数=f(x)-(x2-ax+m)有一零点x=

m
2
+1,…(9分)

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
-2或m≤-2
2
-2
,∵|m|>1,即m>1或m<-1,

i)当m>1,a=

2-m+
4m2+4m-4
4
时,(a=
2-m-
4m2+4m-4
4
(负根舍去)),

函数y=f(x)-(x2-ax+m)有一零点x=

1
1-a
.…(10分)

ii)当m≤-2

2
-2时,a的两根都为正数∴当a=
2-m+
4m2+4m-4
4
a=
2-m-
4m2+4m-4
4
时,函数y=f(x)-(x2-ax+m)有一零点x=
1
1-a
.(11分)

ⅲ)当-2

2
-2<m<-1时,1=4m2+4m-4<0,∴△>0

③方程(※)有二解,所以△=4[2a2+(m-2)a+(1-m)]>0,

1)若m>1,1=4m2+4m-4>0a>

2-m+
4m2+4m-4
4
时,

a=

2-m-
4m2+4m-4
4
(负根舍去)),函数y=f(x)-(x2-ax+m)

有两个零点x1,2=

-2±
4[2a2+(m-2)a+(1-m)]
2(a-1)
=
-1±
2a2+(m-2)a+(1-m)
a-1
;…(12分)

2)当m<-2

2
-2时,1=4m2+4m-4>0,a的两根都为正数,

∴当a>

2-m+
4m2+4m-4
4
0<a<
2-m-
4m2+4m-4
4
时,

函数y=f(x)-(x2-ax+m)有两个零点x1,2=

-1±
2a2+(m-2)a+(1-m)
a-1
.…(13分)

ⅲ)当-2

2
-2≤m<-1时,1=4m2+4m-4≤0,∴△>0恒成立,

∴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=

-1±
2a2+(m-2)a+(1-m)
a-1
…(14分)

填空题
判断题