内容正文:
课时训练(13) 二次函数
一、单选题
1.若f(x)=x2-ax+1有负值,则实数a的取值范围是( )
A.(-∞,-2]
B.(-2,2)
C.(-∞,-2)∪(2,+∞)
D.(1,3)
C 解析:∵f(x)=x2-ax+1有负值,∴Δ=a2-4>0,则a>2或a<-2.
2.已知函数f(x)=(m-1)x2-2mx+3是偶函数,则在(-∞,0)上此函数( )
A.单调递增 B.不是单调函数
C.单调递减 D.不能确定
A 解析:因为函数f(x)=(m-1)x2-2mx+3是偶函数,所以函数图象关于y轴对称,即=0,解得m=0,所以f(x)=-x2+3的图象为开口向下的抛物线,所以在(-∞,0)上函数单调递增.故选A.
3.(2025·汕头期末)“函数f(x)=-x2+2mx在区间[1,3]上不单调”的一个必要不充分条件是( )
A.2≤m<3 B.≤m≤
C.1≤m<3 D.2≤m≤
C 解析:由题意知,函数f(x)图象的对称轴是直线x=m,则1<m<3.结合选项可知,函数f(x)=-x2+2mx在区间[1,3]上不单调的一个必要不充分条件是1≤m<3.
4.(2025·洛阳一中检测)已知函数f(x)=ax2+bx+c,若a>b>c且a+b+c=0,则它的图象可能是( )
D 解析:由a>b>c且a+b+c=0,得a>0,c<0,所以函数图象开口向上,排除A,C.又f(0)=c<0,所以排除B.
5.若函数f(x)=x2-(m-2)x+4在区间(1,2)内存在最小值,则实数m的取值范围是( )
A.(3,4) B.(4,6)
C.[5,9] D.[-11,-7]
B 解析:函数f(x)=x2-(m-2)x+4的对称轴为x=,∵函数f(x)=x2-(m-2)x+4在区间(1,2)内存在最小值,∴1<<2,解得4<m<6.
6.已知函数f(x)=x2-4x+1的定义域为[1,t],在该定义域内函数的最大值与最小值之和为-5,则实数t的取值范围是( )
A.(1,3] B.[2,3]
C.(1,2] D.(2,3)
B 解析:易知f(x)=x2-4x+1的图象是一条开口向上,对称轴为直线x=2的抛物线,当x=1时,y=-2,当x=2时,y=-3,由y=-2,得x=1或x=3,因为f(x)在定义域内的最大值与最小值之和为-5,所以2≤t≤3.故选B.
二、多选题
7.已知函数f(x)=x2-2(a-1)x+a,若对于区间[-1,2]上的任意两个不相等的实数x1,x2,都有f(x1)≠f(x2),则实数a的取值范围可以是( )
A.(-∞,0] B.[0,3]
C.[-1,2] D.[3,+∞)
AD 解析:二次函数f(x)=x2-2(a-1)x+a图象的对称轴为直线x=a-1,∵对于任意x1,x2∈[-1,2]且x1≠x2,都有f(x1)≠f(x2),即f(x)在区间[-1,2]上是单调函数,∴a-1≤-1或a-1≥2,解得a≤0或a≥3,即实数a的取值范围为(-∞,0]∪[3,+∞).
8.已知函数f(x)是定义在R上的偶函数,当x≥0时,f(x)=x-x2,则下列说法正确的是( )
A.f(x)的最大值为
B.f(x)在(-1,0)上单调递增
C.f(x)>0的解集为(-1,1)
D.f(x)+2x≥0的解集为[0,3]
AD 解析:由题意,当x≥0时,f(x)=x-x2=-(x-)2+;当x<0时,f(x)=-x2-x=-(x+)2+,f(x)的最大值为,A正确;f(x)在(-,0)上单调递减,B错误;f(x)>0的解集为(-1,0)∪(0,1),C错误;当x≥0时,f(x)+2x=3x-x2≥0的解集为[0,3],当x<0时,f(x)+2x=x-x2≥0无解,故D正确.
三、填空题
9.已知二次函数f(x)=ax2+bx+1(a,b∈R,a≠0),x∈R,若函数f(x)的最小值为f(-1)=0,则f(x)=________.
答案:x2+2x+1 解析:设函数f(x)的解析式为f(x)=a(x+1)2=ax2+2ax+a(a≠0),又f(x)=ax2+bx+1,所以a=1,故f(x)=x2+2x+1.
10.若函数φ(x)=x2+m|x-1|在[0,+∞)上单调递增,则实数m的取值范围是________.
答案:[-2,0] 解析:当0≤x<1时,φ(x)=x2-mx+m,此时φ(x)单调递增,所以≤0,即m≤0;
当x≥1时,φ(x)=x2+mx-m,此时φ(x)单调递增,所以-≤1,即m≥-2.
综上所述,实数m的取值范围是[-2,0].
四、解答题
11.已知二次函数f(x)的最小值为1,函数y=f(x+1)是偶函数,且f(0)=3.
(1)求f(x)的解析式;
(2)若函数f(x)在区间[2a,a+1]上单调,求实数a的取值范围.
解:(1)因为函数y=f(x+1)是偶函数,所以f(x)的图象关于直线x=1对称,
又因为f(x)的最小值为1,所以可设f(x)=a(x-1)2+1,
又f(0)=3,所以a=2,所以f(x)=2(x-1)2+1=2x2-4x+3.
(2)要使f(x)在区间[2a,a+1]上单调,
则或解得≤a<1或a≤0,
所以实数a的取值范围为(-∞,0]∪[,1).
12.(多选)由于被墨水污染,一道数学题仅能见到如下文字:已知二次函数y=ax2+bx+c的图象过点(1,0),…,求证:这个二次函数的图象关于直线x=2对称.根据现有信息,题中的二次函数可能具有的性质是( )
A.在x轴上截得的线段的长度是2
B.与y轴交于点(0,3)
C.顶点是(-2,-2)
D.过点(3,0)
ABD 解析:由已知得解得b=-4a,c=3a,所以二次函数为y=a(x2-4x+3),其顶点的横坐标为2,所以顶点一定不是(-2,-2),与x轴交点的坐标为(1,0),(3,0),所以A,D正确,当a=1,即c=3时,与y轴交于点(0,3),所以B正确.
13.已知在(-∞,1]上单调递减的函数f(x)=x2-2tx+1,且对任意的x1,x2∈[0,t+1],都有|f(x1)-f(x2)|≤2,则实数t的取值范围是( )
A.[-,] B.[1,]
C.[2,3] D.[1,2]
B 解析:由于f(x)=x2-2tx+1图象的对称轴为直线x=t,又y=f(x)在(-∞,1]上是减函数,所以t≥1,则在区间[0,t+1]上,f(x)max=f(0)=1,f(x)min=f(t)=t2-2t2+1=-t2+1,要使对任意的x1,x2∈[0,t+1],都有|f(x1)-f(x2)|≤2,只需1-(-t2+1)≤2,解得-≤t≤.又t≥1,所以1≤t≤.故选B.
14.已知二次函数y=ax2+bx+c满足以下条件:图象与x轴交于(-2,0),(4,0)两点,且过点(1,-),则函数解析式为________.
答案:y=x2-x-4 解析:因为二次函数y=ax2+bx+c与x轴交于(-2,0),(4,0)两点,所以设二次函数解析式为y=a(x+2)(x-4)(a≠0),又该函数过点(1,-),所以-=a(1+2)(1-4),解得a=,所以所求函数解析式为y=(x+2)(x-4),即y=x2-x-4.
15.若函数y=x2-4x-4的定义域为[0,a),值域为[-8,-4],则实数a的取值范围为________.
答案:(2,4] 解析:函数y=x2-4x-4的图象如图所示,因为函数在[0,a)上的值域为[-8,-4],结合图象可得2<a≤4,故实数a的取值范围为(2,4].
16.已知f(x)=ax2-2x(0≤x≤1),求f(x)的最小值.
解:(1)当a=0时,f(x)=-2x在[0,1]上单调递减,∴f(x)min=f(1)=-2.
(2)当a>0时,f(x)=ax2-2x的图象的开口方向向上,且对称轴为x=.
①当≤1,即a≥1时,f(x)=ax2-2x图象的对称轴在[0,1]内,
∴f(x)在[0,]上单调递减,在[,1]上单调递增,
∴f(x)min=f()=-=-.
②当>1,即0<a<1时,f(x)=ax2-2x图象的对称轴在[0,1]的右侧,
∴f(x)在[0,1]上单调递减,
∴f(x)min=f(1)=a-2.
(3)当a<0时,f(x)=ax2-2x的图象的开口方向向下,且对称轴x=<0,在y轴的左侧,
∴f(x)=ax2-2x在[0,1]上单调递减,
∴f(x)min=f(1)=a-2.
综上所述,f(x)min=
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