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求实数范围

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求实数范围

已知二次函数f(x)=ax^2+x.若对任意x1,x2∈R有f[(x1+x2)/2] ≤ 1/2[f(x1)+f(x2)],求实数a的取值范围;若x∈[0,1],有|f(x)|≤1试求实数a的取值范围 

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  • 2005-10-07 18:32:38
      问题(1)
    因为:f(x)=ax^2+x
    所以:
    f[(x1+x2)/2]=a[(x1+x2)/2]^2 + (x1+x2)/2 
    (1/2)[f(x1)+f(x2)]=(1/2)[(ax1^2 + x1) + (ax2^2 + x2)]
    由f[(x1+x2)/2]≤(1/2)[f(x1)+f(x2)]
    得到:
    a[(x1+x2)/2]^2 + (x1+x2)/2 ≤ (1/2)[(ax1^2 + x1) + (ax2^2 + x2)]
    →a[(x1+x2)/2]^2 ≤ (a/2)(x1^2 + x2^2)
    →a(2x1x2)≤a(x1^2 + x2^2)
    显然对任意x1,x2∈R 有 x1^2 + x2^2 ≥ 2x1x2
    所以,得到当a≥0 时,不等式a(2x1x2) ≤a(x1^2 + x2^2)成立
    但由于题意,f(x)为二次函数,所以a不能为0,所以
    a的取值范围是a>0
    ----------------------
    问题(2)
    用作图法解最快 f(x) = ax^2 + x 恒过点(0,0)
    讨论图像开口方向
    a>0 开口向上 且x∈[0,1]时 f(x)≥ 0 所以|f(x)|=f(x) 而对称轴-1/(2a)<0,所以 x∈[0,1] f(x)是递增的 f(1)最大 
    ∴f(1)≤1  ∴ a+1≤1 ∴a≤0 
    a<0 开口向下 此时对称轴-1/(2a)>0 因此图像最大值在x=-1/(2a)取到 
      分开讨论-1/(2a)的大小
      如果-1/(2a)>=1 得到a>=-1/2 那么,x∈[0,1] f(x)是递增的,且f(x)>=0 所以|f(x)|=f(x) f(1)最大 因此得:f(1)<=1 得到 a+1<=1 得到 a<=0 
      综合得到 -1/2≤a< 0
      如果-1/(2a)<1 得到 a<-1/2 那么,x∈[0,1] f(x)在
    [0,-1/(2a)]上递增 [-1/(2a),1]上递减
    那么由|f(x)|≤1 得到:
      f(-1/(2a))≤1 
      |f(1)|≤1
    得到:a≤-1/4
          -2≤a≤0
      综合得到  -2≤a<-1/2
    综合图像讨论,得到a的取值范围[-2,0)
    图形解题其实很直观,只是这里没有图形,所以写起来比较麻。
      

    大***

    2005-10-07 18:32:38

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