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解答题已知二次函数f(x)满足以下两个条件:①不等式f(x)<0的解集是(-2 0)②

时间:2021-03-08 11:22:20

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解答题已知二次函数f(x)满足以下两个条件:①不等式f(x)<0的解集是(-2 0)②

问题补充:

解答题已知二次函数f(x)满足以下两个条件:

①不等式f(x)<0的解集是(-2,0)

②函数f(x)在x∈[1,2]上的最小值是3

(Ⅰ)求f(x)的解析式;

(Ⅱ)若点(an,an+1)(n∈N*)在函数f(x)的图象上,且a1=99

(ⅰ)求证:数列{lg(1+an)}为等比数列

(ⅱ)令bn=lg(1+an),是否存在正实数k,使不等式kn2bn>(n+1)bn+1对于一切的n∈N*恒成立?若存在,指出k的取值范围;若不存在,请说明理由.

答案:

(Ⅰ)解:由题意,设f(x)=ax(x+2)(a>0),∴函数的对称轴为直线x=-1

∴函数f(x)在x∈[1,2]上的最小值是f(1)=3a=3

∴a=1

∴f(x)的解析式为f(x)=ax(x+2);

(Ⅱ)(ⅰ)证明:∵点(an,an+1)(n∈N*)在函数f(x)的图象上,

∴an+1=an2+2an,∴1+an+1=(1+an)2,

∴lg(1+an+1)=2lg(1+an)

∵a1=99

∴lg(1+a1)=2

∴数列{lg(1+an)}是以2为首项,2为公比的等比数列;

(ⅱ)解:bn=lg(1+an)=2n,要使不等式kn2bn>(n+1)bn+1对于一切的n∈N*恒成立,则kn2-2n-2>0对于一切的n∈N*恒成立.

n=1时,k-2-2>0成立,即k>4;

设g(n)=kn2-2n-2,当k>4时,由于对称轴为n=<1,且g(1)>0,而函数f(x)在[1,+∞)上是增函数

∴kn2-2n-2>0对于一切的n∈N*恒成立

∴k>4时,不等式kn2bn>(n+1)bn+1对于一切的n∈N*恒成立.解析分析:(Ⅰ)由题意,设f(x)=ax(x+2)(a>0),确定函数的对称轴,利用函数f(x)在x∈[1,2]上的最小值,即可求得函数解析式;(Ⅱ)(ⅰ)利用点(an,an+1)(n∈N*)在函数f(x)的图象上,化简可得lg(1+an+1)=2lg(1+an),即可证得数列{lg(1+an)}是以2为首项,2为公比的等比数列;(ⅱ)要使不等式kn2bn>(n+1)bn+1对于一切的n∈N*恒成立,则kn2-2n-2>0对于一切的n∈N*恒成立.利用n=1时,k-2-2>0成立,可得k>4,再验证kn2-2n-2>0对于一切的n∈N*恒成立即可.点评:本题考查函数的解析式,考查等比数列的证明,考查恒成立问题,考查学生分析解决问题的能力,属于中档题.

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