问题 解答题
已知二次函数f(x)=ax2+bx+c,满足f(0)=f(1)=0,且f(x)的最小值是-
1
4

(1)求f(x)的解析式;
(2)设直线l:y=t2-t(其中0<t<
1
2
,t为常数),若直线l与f(x)的图象以及y轴所围成封闭图形的面积是S1(t),直线l与f(x)的图象所围成封闭图形的面积是S2(t),设g(t)=S1(t)+
1
2
S2(t)
,当g(t)取最小值时,求t的值.
(3)已知m≥0,n≥0,求证:
1
2
(m+n)2+
1
4
(m+n)≥m
n
+n
m
答案

(1)由二次函数图象的对称性,可设f(x)=a(x-

1
2
)2-
1
4
,又f(0)=0∴a=1

故f(x)=x2-x.

(2)据题意,直线l与f(x)的图象的交点坐标为(t,t2-t),由定积分的几何意义知g(t)=S1(t)+

1
2
S2(t)=-
t0
[(t2-t)-(x2-x)]dx-
1
2
t
[(x2-x)-(t2-t)]dx

=

t0
[(x2-x)-(t2-t)]dx+
1
2
t
[(t2-t)-(x2-x)]dx

=[(

x3
3
-
x2
2
)-(t2-t)x]
|t0
+[(t2-t)x-(
x3
3
-
x2
2
)]
|
1
2
t

=-

4
3
t3+
3
2
t2-
1
2
t+
1
12

g′(t)=-4t2+3t-

1
2
=-
1
2
(8t2-6t+1)=-
1
2
(4t-1)(2t-1)

g′(t)=0⇒t=

1
4
,或t=
1
2
(不合题意,舍去)

t∈(0,

1
4
),g′(t)<0,g(t)递减,t∈[
1
4
1
2
)
,g'(t)≥0,g(t)递增,

故当t=

1
4
时,g(t)有最小值.

(3)∵f(x)的最小值为-

1
4
m-
m
≥-
1
4
n-
n
≥-
1
4

①+②得:m+n+

1
2
m
+
n

1
2
(m+n)2+
1
4
(m+n)=
1
2
(m+n)(m+n+
1
2
)

由均值不等式和③知:

1
2
(m+n)≥
mn
;m+n+
1
2
m
+
n

1
2
(m+n)2+
1
4
(m+n)=
1
2
(m+n)(m+n+
1
2
)

mn
(
m
+
n
)=m
n
+n
m

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