问题 解答题

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.

答案

(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=-

1
2
,f(x)=-
1
2
x2+x(4分)

(2)①g(x)=-

1
2
x3+x2-kx,g′(x)=-
3
2
x2+2x-k

∵g(x)在(-∞,+∞)上是单调减函数

∴g′(x)≤0在(-∞,+∞)上恒成立.

△=4-4(-

3
2
)(-k)≤0,得k≥
2
3

故k的取值范围为[

2
3
,+∞)(7分)

②∵f(x)=-

1
2
(x-1)2+
1
2
1
2

[km,kn]⊆(-∞,

1
2
],

kn≤

1
2
又k≥
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)

f(m)=km
f(n)=kn
-
1
2
m2+m=km
-
1
2
n2+n=kn
m=0,或m=2-2k
n=0,或n=2-2k
(11分)

∵m<n故当

2
3
≤k<1时,[m,n]=[0,2-2k];

当k>1时,[m,n]=[2-2k,0];当k=1时,[m,n]不存在. (13分)

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