函数f(x)=ax2 bx c的赋值式及妙用

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  【摘要】二次函数,在处理区间上函数绝对值及最值问题上,使用赋值式求解,常使题设条件直观化,从而达到解题的目标.
  【关键词】函数;赋值;妙用
  由于近几年高考,竞赛中出现二次型函数综合题,在讨论及处理系数和绝对值问题上,对学生来说是一道不易跨越的鸿沟.使用了f(x)=ax2 bx c的赋值式来解,优点在于能使题设条件直观化,并且由式子本身的结构,还可以指明下一步思维的方向,朝结论逐步推进,从而达到解题的目标.本文将介绍f(x)=ax2 bx c赋值式在解综合题时的作用.
  大家知道,函数f(x)=ax2 bx c,(x∈R)分别令x=0,1,-1可得
  f(0)=c,f(1)=a b c,f(-1)=a-b c.
  由上可知:a=f(1) f(-1)-2f(0)2,b=f(1)-f(-1)2,c=f(0).
  ∴f(x)=ax2 bx c可变形为另一种表示形式——赋值式:
  f(x)=f(1) f(-1)-2f(0)2x2 f(1)-f(-1)2x f(0),(Ⅰ)
  或f(x)=f(1)x2 x2 f(-1)x2-x2 f(0)(1-x2).(Ⅱ)
  例1 设函数f(x)=ax2 bx c满足f(1)≤1,f(-1)≤1,|f(0)|≤1.
  求证:x∈[-1,1]时,|f(x)|≤54
  证明 |f(x)|≤1,f(-1)≤1,|f(0)|≤1且x∈[-1,1],由(Ⅱ)可得
  |f(x)|=f(1)x2 x2 f(-1)x2-x2 f(0)(1-x2)
  ≤12x2 x 12x2-x 1-x2 ①
  =-x 1-x2 x∈-1,0
  或=x 1-x2 x∈0,1
  =x 1-x2=-x-122 54≤54 ②
  并且当x=±12,时,等号①,②同时成立,f(0)=±f(1)=±f(-1)=±1.
  ∴x∈[-1,1] 时,|f(x)|≤54.
  例2 已知a,b,c是实数,函数f(x)=ax2 bx c,g(x)=ax b,且當-1≤x≤1时,|f(x)|≤1.
  (1)证明c≤1;(2)证明当-1≤x≤1时,|g(x)|≤2;
  (2)设a>0,且当x∈[-1,1]时,g(x)的最大值为2,求f(x).
  证明 (1)由(Ⅰ) 可知a=f(1) f(-1)-2f(0)2,b=f(1)-f(-1)2,c=f(0).
  ∵x∈[-1,1]时,|f(x)|≤1,∴|f(x)|≤1,f(-1)≤1,c=|f(0)|≤1.
  (2)当x∈[-1,1]时,
  |g(x)|=ax b=f(1) f(-1)-2f(0)2x f(1)-f(-1)2
  =f(1)x 12 f(-1)x-12-f(0)x≤12x 1 12x-1 x =x 1≤2.
  (3)∵a>0,∴x∈[-1,1]时,g(x)max=g(1)=a b=2.
  即f(1) f(-1)-2f(0)2 f(1)-f(-1)2=2f(1)-f(0)=2f(1)=1,f(0)=-1.
  ∵-1≤x≤1时,f(x)≥-1,即f(x)≥f(0),由二次函数性质可知x=0是y=f(x)的对称轴,即f(-1)=f(1)=1,
  ∴a=f(1) f(-1)-2f(0)2=2,
  b=f(1)-f(-1)2,c=f(0)=-1,即f(x)=2x2-1.
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