问题 解答题

已知二次函数f(x)=ax2+bx满足f(x-1)=f(x)+x-1.

(Ⅰ)求f(x)的解析式;

(Ⅱ)求函数f(x)的零点,并写出f(x)<0时,x取值的集合;

(Ⅲ)设F(x)=4f(ax)+3a2x-1(a>0且a≠1),当x∈[-1,1]时,F(x)有最大值14,试求a的值.

答案

(Ⅰ)∵f(x)=ax2+bx满足f(x-1)=f(x)+x-1,∴a(x-1)2+b(x-1)=ax2+bx+x-1,即ax2-(2a-b)x+a-b=ax2+(b+1)x-1,∴

-(2a-b)=b+1
a-b=-1
,解得a=-
1
2
,b=
1
2
.∴f(x)=-
1
2
x2+
1
2
x
.…(5分)

( II)由f(x)=0得函数的零点为0,1.

又函数f(x)的图象是开口向下的抛物线,∴f(x)<0时x>1或x<0.

∴x取值的集合为{x|x>1或x<0}.…(9分)

( III)由F(x)=4f(ax)+3a2x-1(a>0且a≠1),得F(x)=a2x+2ax-1.

①当a>1时,令u=ax,∵x∈[-1,1],∴u∈[

1
a
,a],令g(u)=u2+2u-1=(u+1)2-2,u∈[
1
a
,a]
.∵对称轴u=-1,∴g(u)在[
1
a
,a]
上是增函数.∴gmax(u)=g(a)=a2+2a-1=14,∴a2+2a-15=0,∴a=3,a=-5(舍).

②当0<a<1时,令u=ax,∵x∈[-1,1]∴u∈[a,

1
a
]∴g(u)=u2+2u-1=(u+1)2-2,u∈[a,
1
a
]
,∵对称轴u=-1,∴g(u)在[a,
1
a
]
上是增函数.∴gmax(u)=g(
1
a
)=(
1
a
)2+
2
a
-1=14
,∴
1
a
=3,
1
a
=-5
(舍),∴a=
1
3

综上a=

1
3
或a=3.…(14分)

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