一难题!设a为实数,设函数f(x)=a*根号下(1-x^2)+根号下(1+x)+根号下(1-x)的最大值为g(a)

学习 时间:2026-03-30 13:54:44 阅读:572
一难题!设a为实数,设函数f(x)=a*根号下(1-x^2)+根号下(1+x)+根号下(1-x)的最大值为g(a)(1).设t=根号下(1+x)+根号下(1-x),求t的取值范围,并把f(x)的表示为t的函数m(t);(2).求g(a)(3)试求满足g(a)=g(1/a)的所有实数a.让我看的懂

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隐形的小鸭子

娇气的抽屉

2026-03-30 13:54:44

t=√(1+x)+√(1-x)
t²=1+x+1-x+2√[(1+x)(1-x)]=2+2√[(1+x)(1-x)]
显然t²的范围是(2,4),t的范围就是[√2,2]
所以:√(1-x²)=√[(1+x)(1-x)]=(t²-2)/2(因为此处定义域是符合要求的,所以可以拆分)
f(x)=m(t)=a(t²-2)/2+t (√2≤t≤2)
2:
当a=0时,f(x)=t,而t的最大值为2,这时f(x)的最大值就是g(a)=2
当a<0时,f(x)的最大值其实就是m(t)的最大值,
m(t)=a/2t²+t-a
这时一个二次函数,当t=-1/a时,m(t)取得最大值-1/(2a)-a。不过,这一值不是可以取的,因为t是有取值范围的,所以要想在这里取得最大值,那么a也要满足t的取值范围,即要:
√2≤-1/a≤2→-1/√2≤a≤-1/2。所以总结起来就是,当
-1/√2≤a≤-1/2时,取的最大值-1/(2a)-a
当a<-1/√2即-1/a<√2时,也就是该二次函数的对称轴在t的最小值的左边,从图像上就可以判断,此时m(t)的最大值就是当t取√2的时候,即此时
g(a)=√2
当-1/2<a<0即-1/a>2时,也就是该二次函数的对称轴在t的最大值的右边,
从图像上就可以判断,此时m(t)的最大值就是当t取2的时候,即此时
g(a)=a+2
当a>0时,二次函数m(t)开口向上,且对称轴小于0,从图像上就可以看出,此时m(t)的最大值就是当t取2时的最大值,即此时
g(a)=a+2
综合前面所有的结论:
当a≤-1/√2时,g(a)=√2;………………………………情况①
当-1/√2≤a≤-1/2时,g(a)=-1/(2a)-a…………………情况②
当a>-1/2时,g(a)=a+2……………………………………情况③
(情况③中,其实就是将当a=0时也包括进去了,因为当a=0时,符合这一函数)
3:
由2可知,当a<-1/√2,1/a>-√2,属于情况②,要想满足条件,只需让g(a)=-1/(2a)-a=√2,解得,a=-1/√2,其实也就是在这两种情况的交界处,所以a=-1/√2是符合要求的。
当-1/√2≤a≤-1/2时,-2≤1/a≤-√2,显然1/a是在情况①的范围。要想使之符合要求,只要令g(a)=√2,解出符合要求的a即可,而这已经在①中完成。
当-1/2<a<0时,1/a<-2,这是情况1的范围了。令a+2=√2→a=√2-2,这就不属于-1/2<a<0这一范围了,所以当-1/2<a<0时,不存在符合要求的a值
当a=0,显然不符合要求。
当a>0,1/a也是大于0,令
g(a)=g(1/a)→a+2=1/a+2,解出a=1(-1省略掉)
综合以上所有的情况,符合要求的实数a有:a=-1/√2,a=1。

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  • 火星上的未来
    回复
    2026-03-30 13:54:44

    t=√(1+x)+√(1-x)t²=1+x+1-x+2√[(1+x)(1-x)]=2+2√[(1+x)(1-x)]显然t²的范围是(2,4),t的范围就是[√2,2]所以:√(1-x²)=√[(1+x)(1-x)]=(t²-2)/2(因为此处定义域是符合要求的,所以可以拆分)f(x)=m(t)=a(t²-2)/2+t (√2≤t≤2)2:当a=0时,f(x)=t,而t的最大值为2,这时f(x)的最大值就是g(a)=2当a<0时,f(x)的最大值其实就是m(t)的最大值,m(t)=a/2t²+t-a这时一个二次函数,当t=-1/a时,m(t)取得最大值-1/(2a)-a。不过,这一值不是可以取的,因为t是有取值范围的,所以要想在这里取得最大值,那么a也要满足t的取值范围,即要:√2≤-1/a≤2→-1/√2≤a≤-1/2。所以总结起来就是,当-1/√2≤a≤-1/2时,取的最大值-1/(2a)-a当a<-1/√2即-1/a<√2时,也就是该二次函数的对称轴在t的最小值的左边,从图像上就可以判断,此时m(t)的最大值就是当t取√2的时候,即此时g(a)=√2当-1/2<a<0即-1/a>2时,也就是该二次函数的对称轴在t的最大值的右边,从图像上就可以判断,此时m(t)的最大值就是当t取2的时候,即此时g(a)=a+2当a>0时,二次函数m(t)开口向上,且对称轴小于0,从图像上就可以看出,此时m(t)的最大值就是当t取2时的最大值,即此时g(a)=a+2综合前面所有的结论:当a≤-1/√2时,g(a)=√2;………………………………情况①当-1/√2≤a≤-1/2时,g(a)=-1/(2a)-a…………………情况②当a>-1/2时,g(a)=a+2……………………………………情况③(情况③中,其实就是将当a=0时也包括进去了,因为当a=0时,符合这一函数)3:由2可知,当a<-1/√2,1/a>-√2,属于情况②,要想满足条件,只需让g(a)=-1/(2a)-a=√2,解得,a=-1/√2,其实也就是在这两种情况的交界处,所以a=-1/√2是符合要求的。当-1/√2≤a≤-1/2时,-2≤1/a≤-√2,显然1/a是在情况①的范围。要想使之符合要求,只要令g(a)=√2,解出符合要求的a即可,而这已经在①中完成。当-1/2<a<0时,1/a<-2,这是情况1的范围了。令a+2=√2→a=√2-2,这就不属于-1/2<a<0这一范围了,所以当-1/2<a<0时,不存在符合要求的a值当a=0,显然不符合要求。当a>0,1/a也是大于0,令g(a)=g(1/a)→a+2=1/a+2,解出a=1(-1省略掉)综合以上所有的情况,符合要求的实数a有:a=-1/√2,a=1。

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