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设a为实数,函数f(x)=a1-x2+1+x+1-x的最大值为g.求函数f的定义域;设t=1+x+1-x,把函数f表示为t的函数h

题文

设a为实数,函数f(x)=a1-x2+1+x+1-x的最大值为g(a).
(1)求函数f(x)的定义域;
(2)设t=1+x+1-x,把函数f(x)表示为t的函数h(t),并写出定义域;
(3)求g(a),并求当a>-12时满足g(a)=g(1a)的实数a的取值集合. 题型:未知 难度:其他题型

答案

(1)由题意得1-x2≥01+x≥01-x≥0得-1≤x≤1x≥-1x≤1
∴函数f(x)的定义域为[-1,1].(4分)
(2)由t=1+x+1-x平方得t2=2+21-x2.由x∈[-1,1]得,t2∈[2,4],
所以t的取值范围是[2,2].
又1-x2=12t2-1,∴h(t)=a(12t2-1)+t.
即h(t)=12at2+t-a,定义域为[2,2].(8分)
(3)由题意知g(a)即为函数h(t)=12at2+t-a,t∈[2,2]的最大值.
注意到直线t=-1a是抛物线h(t)=12at2+t-a的对称轴,分以下几种情况讨论:
①当a>0时,函数y=h(t),t∈[2,2]的图象是开口向上的抛物线的一段,
由t=-1a<0知y=h(t)在[2,2]上单调递增,∴g(a)=h(2)=a+2.
②当a=0时,h(t)=t,t∈[2,2],∴g(a)=h(2)=2.
③当a<0时,函数y=h(t),t∈[2,2]的图象是开口向下的抛物线的一段,t=-1a>0.
a若t=-1a∈(0,2),即a<-22时,则g(a)=h(2)=2;
b若t=-1a∈[2,2],即-22≤a≤-12时,则g(a)=h(-1a)=-a-12a;
c若t=-1a∈(2,+∞),即-12<a<0时,则g(a)=h(2)=a+2;
综上有g(a)=a+2         a>-12-a-12a     -22≤a≤-122             a<-22.(14分)
当a>0时,1a>0,g(1a)=1a+2,由g(a)=g(1a)得,a+2=1a+2,a=±1.∴a=1.
当-12<a<0时,1a<-2,此时g(a)=a+2,g(1a)=2,由a+2=2解得a=2-2与a>-12矛盾.
∴满足g(a)=g(1a)的所有实数a的取值集合是:{1}.(18分)

解析

1-x2≥01+x≥01-x≥0

考点

据考高分专家说,试题“设a为实数,函数f(x)=a1-x2+1.....”主要考查你对 [函数的单调性、最值 ]考点的理解。 函数的单调性、最值

单调性的定义:

1、对于给定区间D上的函数f(x),若对于任意x1,x2∈D,当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),则称f(x)是区间上的增函数;当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),则称f(x)是区间D上的减函数。

2、如果函数y=f(x)在区间上是增函数或减函数,就说函数y=f(x)在区间D上具有(严格的)单调性,区间D称为函数f(x)的单调区间。如果函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,区间D称为函数f(x)的单调增或减区间 
 
3、最值的定义:
最大值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M,满足: ①对于任意的x∈I,都有f(x)≤M;②存在x0∈I,使得f(x0)=M;那么,称M是f(x)的最大值.
最小值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M,满足: ①对于任意的x∈I,都有f(x)≥M;②存在x0∈I,使得f(x0)=M;那么,称M是f(x)的最小值 p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.Msonormal {margin:0cm;margin-bottom:.0001pt;text-align:justify;text-justify:inter-ideograph;font-size:10.5pt;font-family:"Times New Roman";}div.Section1 {page:Section1;}p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.Msonormal {margin:0cm;margin-bottom:.0001pt;text-align:justify;text-justify:inter-ideograph;font-size:10.5pt;font-family:"Times New Roman";}div.Section1 {page:Section1;}

判断函数f(x)在区间D上的单调性的方法

(1)定义法:其步骤是:
①任取x1,x2∈D,且x1<x2;
②作差f(x1)-f(x2)或作商
设a为实数,函数f(x)=a1-x2+1+x+1-x的最大值为g.求函数f的定义域;设t=1+x+1-x,把函数f表示为t的函数h
,并变形;
③判定f(x1)-f(x2)的符号,或比较
设a为实数,函数f(x)=a1-x2+1+x+1-x的最大值为g.求函数f的定义域;设t=1+x+1-x,把函数f表示为t的函数h
与1的大小;
④根据定义作出结论。
(2)复合法:利用基本函数的单调性的复合。
(3)图象法:即观察函数在区间D上部分的图象从左往右看是上升的还是下降的。

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