问题 解答题

设函数f(x)=x2+(2a+1)x+a2+3a(a∈R).

(I)若f(x)在[0,2]上的最大值为0,求a的值;

(II)若f(x)在闭区间[α,β]上单调,且{y|y=f(x),α≤x≤β}=[α,β],求α的取值范围.

答案

(Ⅰ) 当-

2a+1
2
≤1,即:a≥-
3
2
时,f(x)max=f(2)=a2+7a+6=0

故 a=-6(舍去),或a=-1;

-

2a+1
2
>1,即:a<-
3
2
时,f(x)max=f(0)=a2+3a=0

故a=0(舍去)或a=-3.

综上得:a的取值为:a=-1或a=-3. (5分)

(Ⅱ) 若f(x)在[α,β]上递增,则满足:(1)-

2a+1
2
≤α;(2)
f(α)=α
f(β)=β

即方程f(x)=x在[-

2a+1
2
,+∞)上有两个不相等的实根.

方程可化为x2+2ax+a2+3a=0,设g(x)=x2+2ax+a2+3a,

-
2a+1
2
<-a
△>0
g(-
2a+1
2
)≥0
,解得:-
1
12
≤a<0
.     (5分)

若f(x)在[α,β]上递减,则满足:

(1)-

2a+1
2
≥β;(2)
f(α)=β
f(β)=α

α2+(2a+1)α+a2+3a=β
β2+(2a+1)β+a2+3a=α
得,两式相减得(α-β)(α+β)+(2a+1)(α-β)=β-α,即α+β+2a+1=-1.

即β=-α-2a-2.

∴α2+(2a+1)α+a2+3a=-α-2a-2,即α2+(2a+2)α+a2+5a+2=0.

同理:β2+(2a+2)β+a2+5a+2=0.

即方程x2+(2a+2)x+a2+5a+2=0在(-∞,-

2a+1
2
]上有两个不相等的实根.

设h(x)=x2+(2a+2)x+a2+5a+2,则

-
2a+1
2
>-a-1
△>0
h(-
2a+1
2
)≥0
,解得:-
5
12
≤a<-
1
3
.    (5分)

综上所述:a∈[-

5
12
,-
1
3
)∪[-
1
12
,0).

判断题
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