问题 解答题

已知函数f(x)=kx2+(3+k)x+3,其中k为常数,且k≠0.

(1)若f(2)=3,求函数f(x)的表达式;

(2)在(1)的条件下,设函数g(x)=f(x)-mx,若g(x)在区间[-2,2]上是单调函数,求实数m的取值范围;

(3)是否存在k使得函数f(x)在[-1,4]上的最大值是4?若存在,求出k的值;若不存在,请说明理由.

答案

(1)由f(2)=3,可得4k+2(3+k)+3=3,∴k=-1

∴f(x)=-x2+2x+3;

(2)由(1)得g(x)=f(x)-mx=-x2+(2-m)x+3,函数的对称轴为x=

2-m
2

∵g(x)在区间[-2,2]上是单调函数,

2-m
2
≤-2或
2-m
2
≥2

∴m≤-2或m≥6;

(3)f(x)=kx2+(3+k)x+3的对称轴为x=-

3+k
2k

①k>0时,函数图象开口向上,x=-

3+k
2k
<0,此时函数f(x)在[-1,4]上的最大值是f(4)=16k+(3+k)×4+3=20k+15=4,∴k=-
11
20
<0
,不合题意,舍去;

②k<0时,函数图象开口向下,x=-

3+k
2k
=-
1
2
-
3
2k
>-
1
2

1°若-

1
2
<-
3+k
2k
≤4,即k≤-
1
3
时,函数f(x)在[-1,4]上的最大值是f(-
3+k
2k
)=
12k-(k+3)2
4k
=4

∴k2+10k+9=0,∴k=-1或k=-9,符合题意;

2°若-

3+k
2k
>4,即-
1
3
<k<0
时,函数f(x)在[-1,4]上递增,最大值为f(4)=16k+(3+k)×4+3=20k+15=4,

k=-

11
20
<-
1
3
,不合题意,舍去;

综上,存在k使得函数f(x)在[-1,4]上的最大值是4,且k=-1或k=-9.

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