Question

16．已知函數(shù)f（x）=tx，（x∈R）．
（1）若t=ax+b，a，b∈R，且-1≤f（-1）≤2，2≤f（1）≤4，求點(diǎn)（a，b）的集合表示的平面區(qū)域的面積；
（2）若t=2+$\frac{1}{{x}^{2}-x}$，（x＜1且x≠0），求函數(shù)f（x）的最大值；
（3）若t=x-a-3（a∈R），不等式b²+c²-bc-3b-1≤f（x）≤a+4（b，c∈R）的解集為[-1，5]，求b，c的值．

Answer 1

分析 （1）由題意可得-1≤a-b≤2，2≤a+b≤4，運(yùn)用點(diǎn)（a，b）的集合表示的平面區(qū)域?yàn)榫匦�，由平行直線間的距離公式，即可得到所求面積；
（2）運(yùn)用基本不等式，注意滿足的條件：一正二定三等，即可得到所求最大值；
（3）運(yùn)用二次不等式的解集，可得對(duì)應(yīng)方程的解，運(yùn)用韋達(dá)定理可得a=1，再由不等式b²+c²-bc-3b-1≤f（x）的最小值，結(jié)合判別式非負(fù)，可得b=2，進(jìn)而得到c的不等式，求得c=1．

解答 解：（1）當(dāng)t=ax+b時(shí)，f（x）=ax²+bx，
由-1≤f（-1）≤2，2≤f（1）≤4，
可得-1≤a-b≤2，2≤a+b≤4，
由兩平行直線x-y=2和x-y=-1的距離為$\frac{3}{\sqrt{2}}$，
兩平行直線x+y=2和x+y=4的距離為$\sqrt{2}$，
可得點(diǎn)（a，b）的集合表示的平面區(qū)域（矩形）的面積為$\frac{3}{\sqrt{2}}$×$\sqrt{2}$=3；
（2）若t=2+$\frac{1}{{x}^{2}-x}$，（x＜1且x≠0），
則f（x）=2x+$\frac{1}{x-1}$（x＜1且x≠0），
由2x+$\frac{1}{x-1}$=[2（x-1）+$\frac{1}{x-1}$]+2=-[2（1-x）+$\frac{1}{1-x}$]+2
≤-2$\sqrt{2（1-x）•\frac{1}{1-x}}$+2=2-2$\sqrt{2}$，
當(dāng)且僅當(dāng)2（1-x）=$\frac{1}{1-x}$，即x=1-$\frac{\sqrt{2}}{2}$時(shí)，等號(hào)成立，
則函數(shù)的最大值為2-2$\sqrt{2}$；
（3）若t=x-a-3（a∈R），則f（x）=x²-（a+3）x，
f（x）≤a+4（b，c∈R）的解集為[-1，5]，
即x²-（a+3）x-（a+4）≤0的解集為[-1，5]，
即-1，5為方程x²-（a+3）x-（a+4）=0的兩根，
可得-1+5=a+3，-1×5=-（a+4），
解得a=1；
再由不等式b²+c²-bc-3b-1≤f（x）≤a+4（b，c∈R）的解集為[-1，5]，
可得b²+c²-bc-3b-1≤f（x）的最小值，
而f（x）=x²-4x=（x-2）²-4的最小值為-4，
則b²+c²-bc-3b-1≤-4，
即b²+c²-bc-3b+3≤0，
記g（c）=c²-bc+b²-3b+3，
則△=b²-4（b²-3b+3）≥0，
即-3（b-2）²≥0，但-3（b-2）²≤0，
則b=2；
即有4+c²-2c-6+3≤0，
即c²-2c+1≤0，即（c-1）²≤0，
但（c-1）²≥0，
即c=1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查函數(shù)的最值的求法，以及不等式的解法和應(yīng)用，注意運(yùn)用二次函數(shù)和二次方程及不等式的關(guān)系，考查化簡(jiǎn)整理的運(yùn)算能力，屬于中檔題．