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设函数f(x)=x2-ax+b,a,b∈R.(1)已知f(x)在区间(-∞,1)上单调递减,求a的取值范围;(2)存在实数a,使得当x∈[0,b]时,2≤f(x)≤6恒成立,求b的最大值及此时a的值
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设函数f(x)=x2-ax+b,a,b∈R. (1)已知f(x)在区间(-∞,1)上单调递减,求
a的取值范围;
(2)存在实数a,使得当x∈[0,b]时,2≤f(x)≤6恒成立,求b的最大值及此时a的值
a的取值范围;
(2)存在实数a,使得当x∈[0,b]时,2≤f(x)≤6恒成立,求b的最大值及此时a的值
▼优质解答
答案和解析
(1)∵函数的对称轴为x=a/2 ,
∴要使f(x)在区间(-∞,1)上单调递减,则满足对称轴x=a/2 ≥1,即a≥2.
(2)∵当x∈[0,b]时,2≤f(x)≤6恒成立,
∴b>0,
①若a≤0,则a 2
≤1,此时f(x)在[0,b]上单调递增,
∴f(x)min=f(0)≥2
f(x) max=f(b)≤6 ,
即b≥2
b2−ab+b≤6 ,
由b2-ab+b≤6得a≥b-6/b+1≥2−6/2 +1=0,
∴a=0,此时
b≥2 b2+b≤6 ,解得
a=0 b=2
②若0<a/2<b/2,即0<a<b,此时
f(x)min=f(a/2 )≥2 f(x)max=f(b)≤6 ,
即
b−a^2/4 ≥2
b2−ab+b≤6
0<a<b ,
∴b≥a2/4 +2
a≥b−6/ b +1
0<a<b ,
即
b≥2 b−6/b +1<b ,
∴2<b<6,
又b-a^2/4≥2,则a≤2√b−2 ,
∴b-6/b +1≤2√b−2 ,
令h(x)=x-6/ x +1,g(x)=2√x−2 ,
∴h(2)=g(2)=0,h(3)=g(3)=2,且h(x)与g(x)均在(2,6)上单调递增,
当2<x<3时,h(x)的图象在g(x)图象的下方,即此时h(x)<g(x),
∴不等式b-6 /b +1≤2√b−2 的解为2<b≤3,
当b=3时,
3−a2 /4 ≥2
32−3a+3≤6
0<a<3 ,即
a≤2 a≥2
0<a<3
解得a=2.
③若0<a/2 =b/2,
即0<a=b,此时
f(x)min=f(a/2 )≥2 f(x)max=f(0)≤6 ,
即
b−a^2 /4 ≥2
b≤6
0<a<3
,此时不等式无解.
④若0<b /2 <a/2〈b
即0<b<a<2b,此时
f(x)min=f(a/2)≥2 f(x)max=f(0)≤6 ,即
b−a^2/4 ≥2 b≤6 即
b≥a2/4 +2
b≤6
b<a ,
∴
a2 /4+2<a,a2-4a+8<0此时不等式无解.
⑤若a/2 ≥b,即a≥2b,此时f(x)在[0,b]上单调递减,
∴f(x)min=f(b)≥2
f(x)max=f(0)≤6 ,即
b2−ab+b≥2 b≤6
a≥2b ,
即a≤b−2 /b +1
b≤6
a≥2b ,
∴2b≤b−2/ b +1,
即b+2/b ≤1,而当b>0时,b+2 /b ≥2√2 >1,∴此时不等式无解.
综上b的取值范围是[2,3],b的最大值是3,此时a=2.
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∴要使f(x)在区间(-∞,1)上单调递减,则满足对称轴x=a/2 ≥1,即a≥2.
(2)∵当x∈[0,b]时,2≤f(x)≤6恒成立,
∴b>0,
①若a≤0,则a 2
≤1,此时f(x)在[0,b]上单调递增,
∴f(x)min=f(0)≥2
f(x) max=f(b)≤6 ,
即b≥2
b2−ab+b≤6 ,
由b2-ab+b≤6得a≥b-6/b+1≥2−6/2 +1=0,
∴a=0,此时
b≥2 b2+b≤6 ,解得
a=0 b=2
②若0<a/2<b/2,即0<a<b,此时
f(x)min=f(a/2 )≥2 f(x)max=f(b)≤6 ,
即
b−a^2/4 ≥2
b2−ab+b≤6
0<a<b ,
∴b≥a2/4 +2
a≥b−6/ b +1
0<a<b ,
即
b≥2 b−6/b +1<b ,
∴2<b<6,
又b-a^2/4≥2,则a≤2√b−2 ,
∴b-6/b +1≤2√b−2 ,
令h(x)=x-6/ x +1,g(x)=2√x−2 ,
∴h(2)=g(2)=0,h(3)=g(3)=2,且h(x)与g(x)均在(2,6)上单调递增,
当2<x<3时,h(x)的图象在g(x)图象的下方,即此时h(x)<g(x),
∴不等式b-6 /b +1≤2√b−2 的解为2<b≤3,
当b=3时,
3−a2 /4 ≥2
32−3a+3≤6
0<a<3 ,即
a≤2 a≥2
0<a<3
解得a=2.
③若0<a/2 =b/2,
即0<a=b,此时
f(x)min=f(a/2 )≥2 f(x)max=f(0)≤6 ,
即
b−a^2 /4 ≥2
b≤6
0<a<3
,此时不等式无解.
④若0<b /2 <a/2〈b
即0<b<a<2b,此时
f(x)min=f(a/2)≥2 f(x)max=f(0)≤6 ,即
b−a^2/4 ≥2 b≤6 即
b≥a2/4 +2
b≤6
b<a ,
∴
a2 /4+2<a,a2-4a+8<0此时不等式无解.
⑤若a/2 ≥b,即a≥2b,此时f(x)在[0,b]上单调递减,
∴f(x)min=f(b)≥2
f(x)max=f(0)≤6 ,即
b2−ab+b≥2 b≤6
a≥2b ,
即a≤b−2 /b +1
b≤6
a≥2b ,
∴2b≤b−2/ b +1,
即b+2/b ≤1,而当b>0时,b+2 /b ≥2√2 >1,∴此时不等式无解.
综上b的取值范围是[2,3],b的最大值是3,此时a=2.
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