问题 解答题
已知函数f(x)是二次函数,不等式f(x)<0的解集是(2,4),且f(x)在[0,4]上的最大值是8,
(1)求f(x)的解析式.
(2)若g(x)=
k
x
-1
,当关于x的方程f(x)=g(x)有且只有一个根时,求实数k的取值范围.
答案

(1)∵函数f(x)是二次函数,不等式f(x)<0的解集是(2,4)

∴可设f(x)=a(x-2)(x-4)(其中a>0)

∴f(x)图象的对称轴为x=3

∴f(x)在[0,4]上的最大值是f(0)

∵f(x)在[0,4]上的最大值是8

∴f(0)=8a=8

∴a=1

∴f(x)=x2-6x+8

(2)方程f(x)=g(x)恒等变形为x3-6x2+9x-k=0(x≠0)

设F(x)=x3-6x2+9x(x∈R)

则F′(x)=3x2-12x+9=3(x-1)(x-3)

∴当x∈(-∞,1)∪(3,+∞)时,F'(x)>0

  当x∈(1,3)时,F′(x)<0

∴F(x)在(-∞,1)和(3,+∞)上单调递增,在(1,3)上递减

∴当x=1时,F(x)取得极大值4

  当x=3时,F(x)取得极小值0      

又∵F(0)=0

∴当方程x3-6x2+9x-k=0(x≠0)有且只有一个根时k≤0或k>4

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