问题 解答题

已知不等式ax2+bx+c>0的解集为(1,t),记函数f(x)=ax2+(a-b)x-c.

(1)求证:函数y=f(x)必有两个不同的零点.

(2)若函数y=f(x)的两个零点分别为m,n,求|m-n|的取值范围.

(3)是否存在这样实数的a、b、c及t,使得函数y=f(x)在[-2,1]上的值域为[-6,12].若存在,求出t的值及函数y=f(x)的解析式;若不存在,说明理由.

答案

(1)由题意知,∵a+b+c=0,且-

b
2a
>1,∴a<0且
c
a
>1
,∴ac>0.

对于函数f(x)=ax2+(a-b)x-c.有△=(a-b)2+4ac>0,∴f(x)必有2个不同零点.

(2)|m-n|2=(m+n)2-4mn=

(b-a)2+4ac
a2
=
(-2a-c)2+4ac
a2
=(
c
a
)2+8•
c
a
+4

由不等式ax2+bx+c>0的解集为(1,t)可知,ax2+bx+c=0的两个解分别为1和t(t>1),

由韦达定理有

c
a
=t,∴|m-n|2=t2+8t+4=(t+4)2-12,t∈(1,+∞),∴|m-n|2>52-12=13,∴|m-n| > 
13

即|m-n|的取值范围为(

13
,+∞).

(3)假设存在满足题意的实数a、b、c及t,∴f(x)=ax2+(a-b)x-c=a[x2+(1-

b
a
)x-
c
a
]=a[x2+(1+
a+c
a
)x-
c
a
]

=a[x2+(2+t)x-t](t≥1),∴f(x)的对称轴为x=-1-

t
2
<-
3
2
,∴f(x)在[-2,1]的最小值为f(1)=3a=-6,则a=-2.

要使函数y=f(x)在[-2,1]上的值域为[-6,12],只要f(x)max=12即可.

①若-1-

t
2
≤-2   ,  即t≥2时,f(x)max=f(-2)=123,则有6t=12,∴t=24.

此时,a=-2,b=6,c=-4,t=2,∴f(x)=-2x2-8x+4.

②若-1-

t
2
>-2   ,  ∴1<t<2,此时,f(x)max=f(-1-
t
2
)=
t2+8t+4
2
=12
,∴t=2(舍去),或t=-10(舍去 ).

综上所述:当a=-2,b=6,c=-4,t=2时,函数y=f(x)在[-2,1]上的值域为[-6,12],此时函数的表达式为f(x)=-2x2-8x+4.

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