问题 解答题
已知二次函数f(x)满足f(-1)=0,且x≤f(x)≤
1
2
(x2+1)对一切实数x恒成立.
(1)求f(1);
(2)求f(x)的解析表达式;
(3)证明:
1
f(1)
+
1
f(2)
+…+
1
f(n)
>2.
答案

(1)因为x≤f(x)≤

1
2
(x2+1)对一切实数x恒成立.

所以当x=1时,有1≤f(1)≤

1
2
(1+1)=1,

所以f(1)=1.

(2)设二次函数f(x)=ax2+bx+c,a≠0,

因为f(1)=1,f(-1)=0,

所以a+c=b=

1
2

因为f(x)≥x对一切实数x恒成立,

即ax2+(b-1)x+c≥0,所以必有

a>0
△=(b-1)2-4ac≤0
,解得a>0,ac
1
16
,所以c>0.

因为a+c≥2

ac
=
1
2
,当且仅当a=c=
1
4
取等号,

所以f(x)=

1
4
(x+1)2

(3)因为

1
f(n)
=
4
(n+1)2
4
(n+1)(n+2)
=4(
1
n+1
-
1
n+2
),

所以

1
f(1)
+
1
f(2)
+…+
1
f(n)
4(
1
2
-
1
n+2
)>4×
1
2
=2

故不等式

1
f(1)
+
1
f(2)
+…+
1
f(n)
>2成立.

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