Question

14．設(shè)二次函數(shù)f（x）=x²+ax+b（a、b∈R）．
（1）當(dāng)b=1時，求函數(shù)f（x）在[-1，1]上的值域；
（2）若方程f（x）=0有兩個非整數(shù)實根，且這兩實數(shù)根在相鄰兩整數(shù)之間，試證明存在整數(shù)k，使得$|{f（k）}|≤\frac{1}{4}$．

Answer 1

分析 （1）求出二次函數(shù)的對稱軸方程，討論對稱軸和區(qū)間[-1，1]的關(guān)系，求出函數(shù)的最值即可；
（2）設(shè)m＜x₁＜x₂＜m+1，m為整數(shù)．分類討論k的存在性，綜合討論結(jié)果，可得答案．

解答 解：（1）當(dāng)b=1時，f（x）=（x+$\frac{a}{2}$）²+1-$\frac{{a}^{2}}{4}$，對稱軸為x=-$\frac{a}{2}$，
當(dāng)a≤-2時，函數(shù)f（x）在[-1，1]上遞減，則函數(shù)的最大值為：f（-1）=-a；最小值為：f（1）=a．
函數(shù)f（x）在[-1，1]上的值域：[a，-a]．
當(dāng)0＜a≤2時，即有-1≤-$\frac{a}{2}$＜0，函數(shù)的最小值：f（-$\frac{a}{2}$）=1-$\frac{{a}^{2}}{4}$；最大值為：f（1）=2+a．
函數(shù)f（x）在[-1，1]上的值域：[1-$\frac{{a}^{2}}{4}$，2-a]．
當(dāng)-2＜a≤0時，0≤-$\frac{a}{2}$＜1，函數(shù)f（x）的最小值為：f（-$\frac{a}{2}$）=1-$\frac{{a}^{2}}{4}$；最大值為：f（-1）=2-a．
函數(shù)f（x）在[-1，1]上的值域：[1-$\frac{{a}^{2}}{4}$，2+a]．
當(dāng)a＞2時，$-\frac{a}{2}$＜-1，函數(shù)f（x）在[-1，1]上遞減，
則函數(shù)的最小值為：f（-1）=-a；最大值為：f（1）=a．
函數(shù)f（x）在[-1，1]上的值域：[-a，a]．…（6分）
（2）設(shè)m＜x₁＜x₂＜m+1，m為整數(shù)．
則△=a²-4b＞0，即b＜$\frac{{a}^{2}}{4}$，
①當(dāng)-$\frac{a}{2}$∈（m，m+$\frac{1}{2}$]，即-1≤a+2m＜0時，
f（m）=m²+am+b＜m²+am+$\frac{{a}^{2}}{4}$=（m+$\frac{a}{2}$）²≤$\frac{1}{4}$；
②當(dāng)-$\frac{a}{2}$∈（m+$\frac{1}{2}$，m+1），即-2＜a+2m＜-1時，
f（m+1）=（m+1）²+a（m+1）+b＜（m+2）²+a（m+1）+$\frac{{a}^{2}}{4}$=（m+1+$\frac{a}{2}$）²≤$\frac{1}{4}$；
綜上，存在整數(shù)k，使得|f（k）|≤$\frac{1}{4}$．…（12分）

點評 本題考查的知識點是二次函數(shù)的圖象和性質(zhì)，分類討論思想，熟練掌握二次函數(shù)的圖象和性質(zhì)，是解答的關(guān)鍵．