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课 时 必 备 练(七) 二次函数与幂函数
1.(高考全国卷Ⅲ)已知a=2,b=3,c=25,则( )
A.b<a<c B.a<b<c
C.b<c<a D.c<a<b
解析:选A.因为a=2=4>3=b,c=25=5>4=a,所以b<a<c,故选A.
2.(高考浙江卷)若函数f(x)=x2+ ax+b在区间[0, 1]上的最大值是M,最小值是m,则M-m( )
A.与a有关,且与b有关
B.与a有关,但与b无关
C.与a无关,且与b无关
D.与a无关,但与b有关
解析:选B.f(x)=-+b,①当0≤-≤1时,f(x)min=m=f=-+b,f(x)max=M=max{f(0),f(1)}=max{b,1+a+b},所以M-m=max与a有关,与b无关;②当-<0时,f(x)在[0,1]上单调递增,所以M-m=f(1)-f(0)=1+a与a有关,与b无关;③当->1时,f(x)在[0,1]上单调递减;所以M-m=f(0)-f(1)=-1-a与a有关,与b无关.综上所述,M-m与a有关,但与b无关,故选B.
3.(高考浙江卷)已知函数f(x)=x2+bx,则“b<0”是“f(f(x))的最小值与f(x)的最小值相等”的( )
A.充分不必要条件
B.必要不充分条件
C.充分必要条件
D.既不充分也不必要条件
解析:选A.当b<0时,f(x)在上单调递增,在上单调递减,∴f(x)min=f=-,即f(x)∈,又-∈,∴当f(x)=-时,f(f(x))min=f=-,故f(x)与f(f(x))有相等的最小值-;另一方面,取b=0,f(x)=x2与f(f(x))=x4有相等的最小值0,故选A.
4.(高考北京卷)已知x≥0,y≥0,且x+y=1,则x2+y2的取值范围是________.
解析:由已知可得,y=1-x,代入x2+y2,得x2+y2=x2+(1-x)2=2x2-2x+1=2(x-)2+,x∈[0,1],当x=0或x=1时,取得最大值1,当x=时,取得最小值,所以x2+y2的取值范围是[,1].
答案:[,1]
5.(2021·南昌一模)已知函数f(x)=x2+ax+b的图象过坐标原点,且满足f(-x)=f(-1+x),则函数f(x)在[-1,3]上的值域为( )
A.[0,12] B.
C. D.
解析:选B.因为函数f(x)=x2+ax+b的图象过坐标原点,
所以f(0)=0,所以b=0.
因为f(-x)=f(-1+x),所以函数f(x)的图象的对称轴为x=-,所以a=1,所以f(x)=x2+x=-,所以函数f(x)在上为减函数,在上为增函数,故当x=-时,函数f(x)取得最小值-.又f(-1)=0,f(3)=12,故函数f(x)在[-1,3]上的值域为,故选B.
6.(2021·衡阳模拟)若不等式x2-2x+5≥a2-3a对任意的实数x恒成立,则实数a的取值范围是( )
A.[-1,4]
B.(-∞,-2]∪[5,+∞)
C.[-2,5)
D.(-∞,-1]∪[4,+∞)
解析:选A.令f(x)=x2-2x+5=(x-1)2+4, 则f(x)的最小值为4,若不等式x2-2x+5≥a2-3a对任意的实数x恒成立,则a2-3a≤4,解得-1≤a≤4,故选A.
7.已知幂函数f(x)=x-,若f(a+1)<f(10-2a),则实数a的取值范围是________.
解析:因为f(x)=x-=(x>0),易知x∈(0,+∞)时为减函数,
又f(a+1)<f(10-2a),
所以解得所以3<a<5.
答案:(3,5)
8.已知函数f(x)=ax2+bx+1(a,b为实数,a≠0,x∈R).
(1)若函数f(x)的图象过点(-2,1),且方程f(x)=0有且只有一个根,求f(x)的表达式;
(2)在(1)的条件下,当x∈[-1,2]时,g(x)=f(x)-kx是单调函数,求实数k的取值范围.
解:(1)因为f(-2)=1,即4a-2b+1=1,所以b=2a.
因为方程f(x)=0有且只有一个根,所以Δ=b2-4a=0.
所以4a2-4a=0,所以a=1,b=2.所以f(x)=x2+2x+1.
(2)g(x)=f(x)-kx=x2+2x+1-kx=x2-(k-2)x+1=+1-.由g(x)的图象知,要满足题意,
则≥2或≤-1,即k≥6或k≤0,
所以所求实数k的取值范围为(-∞,0]∪[6,+∞).
9.已知函数f(x)=x2+ax+3-a,若x∈[-2,2]时,f(x)≥0恒成立,求a的取值范围.
解:要使f(x)≥0恒成立,则函数在区间[-2,2]上的最小值不小于0,设f(x)的最小值为g(a).f(x)的对称轴为x=-.
(1)当-<-2,即a>4时,g(a)=f(-2)=7-