问题 解答题
已知函数f(x)=ax2-
1
2
x+c
a、c∈R满足条件:①f(1)=0;②对一切x∈R,都有f(x)≥0.
(Ⅰ)求a、c的值;
(Ⅱ)是否存在实数m,使函数g(x)=f(x)-mx在区间[m,m+2]上有最小值-5?若存在,请求出实数m的值;若不存在,请说明理由.
答案

(Ⅰ)当a=0时,f(x)=-

1
2
x+c.

由f(1)=0得:-

1
2
+c=0,即c=
1
2
,∴f(x)=-
1
2
x+
1
2

显然x>1时,f(x)<0,这与条件②相矛盾,不合题意.

∴a≠0,函数f(x)=ax2-

1
2
x+c是二次函数.                                            …(2分)

由于对一切x∈R,都有f(x)≥0,于是由二次函数的性质可得

a>0
(-
1
2
)2-4ac≤0.
 

a>0
ac≥
1
16
>0.
(*)…(4分)

由f(1)=0得 a+c=

1
2
,即c=
1
2
-a
,代入(*)得  a(
1
2
-a)≥
1
16

整理得 a2-

1
2
a+
1
16
≤0,即(a-
1
4
)2≤0

(a-

1
4
)2≥0,∴a=
1
4

a=

1
4
代入(*)得,c=
1
4

a=c=

1
4
.                                                                           …(7分)

另(Ⅰ)当a=0时,f(x)=-

1
2
x+c.

由f(1)=0得  -

1
2
+c=0,即c=
1
2

f(x)=-

1
2
x+
1
2

显然x>1时,f(x)<0,这与条件②相矛盾,

∴a≠0,因而函数f(x)=ax2-

1
2
x+c是二次函数.                                        …(2分)

由于对一切x∈R,都有f(x)≥0,于是由二次函数的性质可得

a>0
(-
1
2
)2-4ac≤0.
 

即 

a>0
ac≥
1
16
>0.
…(4分)

由此可知  a>0,c>0,

ac≤(

a+c
2
)2

由f(1)=0,得 a+c=

1
2
,代入上式得  ac≤
1
16

但前面已推得  ac≥

1
16

ac=

1
16

由   

ac=
1
16
a+c=
1
2
解得 a=c=
1
4
.                                                       …(7分)

(Ⅱ)∵a=c=

1
4
,∴f(x)=
1
4
x2-
1
2
x+
1
4

g(x)=f(x)-mx=

1
4
x2-(
1
2
+m)x+
1
4

该函数图象开口向上,且对称轴为x=2m+1.                                                …(8分)

假设存在实数m使函数g(x)=f(x)-mx=

1
4
x2-(
1
2
+m)x+
1
4
在区间[m,m+2]上有最小值-5.

①当m<-1时,2m+1<m,函数g(x)在区间[m,m+2]上是递增的,

∴g(m)=-5,

即     

1
4
m2-(
1
2
+m)m+
1
4
=-5,

解得  m=-3或m=

7
3

7
3
>-1,∴m=
7
3
舍去.                                                          …(10分)

②当-1≤m<1时,m≤2m+1<m+1,函数g(x)在区间[m,2m+1]上是递减的,而在区间[2m+1,m+2]上是递增的,

∴g(2m+1)=-5,

即    

1
4
(2m+1)2-(
1
2
+m)(2m+1)+
1
4
=-5.

解得   m=-

1
2
-
1
2
21
或m=-
1
2
+
1
2
21
,均应舍去.                                    …(12分)

③当m≥1时,2m+1≥m+2,函数g(x)在区间[m,m+2]上是递减的,

∴g(m+2)=-5,

即    

1
4
(m+2)2-(
1
2
+m)(m+2)+
1
4
=-5.

解得  m=-1-2

2
或m=-1+2
2
,其中m=-1-2
2
应舍去.

综上可得,当m=-3或m=-1+2

2
时,函数g(x)=f(x)-mx在区间[m,m+2]上有最小值-5.

…(14分)

问答题
单项选择题 A1/A2型题