已知二次函数f(x)=ax2+bx,f(x+1)为偶函数,函数f(x)的图象与直线y=x相切.
(1)求f(x)的解析式;
(2)若函数g(x)=[f(x)-k]x在(-∞,+∞)上是单调减函数,那么:
①求k的取值范围;
②是否存在区间[m,n](m<n),使得f(x)在区间[m,n]上的值域恰好为[km,kn]?若存在,请求出区间[m,n];若不存在,请说明理由.
(1)∵f(x+1)为偶函数,∴f(-x+1)=f(x+1),
即a(-x+1)2+b(-x+1)=a(x+1)2+b(x+1)恒成立,
即(2a+b)x=0恒成立,∴2a+b=0,∴b=-2a,∴f(x)=ax2-2ax
∵函数f(x)的图象与直线y=x相切,
∴二次方程ax2-(2a+1)x=0有两相等实数根,
∴△=(2a+1)2-4a×0=0
∴a=-
,f(x)=-1 2
x2+x(4分)1 2
(2)①g(x)=-
x3+x2-kx,g′(x)=-1 2
x2+2x-k3 2
∵g(x)在(-∞,+∞)上是单调减函数
∴g′(x)≤0在(-∞,+∞)上恒成立.
∴△=4-4(-
)(-k)≤0,得k≥3 2 2 3
故k的取值范围为[
,+∞)(7分)2 3
②∵f(x)=-
(x-1)2+1 2
≤1 2
,1 2
∴[km,kn]⊆(-∞,
],1 2
∴kn≤
,又k≥1 2
,2 3
∴n≤
≤1 2k
,3 4
∴[m,n]⊆(-∞,1],
∴f(x)在[m,n]上是单调递增函数(9分)
∴
即f(m)=km f(n)=kn
即-
m2+m=km1 2 -
n2+n=kn1 2
(11分)m=0,或m=2-2k n=0,或n=2-2k
∵m<n故当
≤k<1时,[m,n]=[0,2-2k];2 3
当k>1时,[m,n]=[2-2k,0];当k=1时,[m,n]不存在. (13分)