已知函数 $f\left(x\right)=x^2+ax+b\left(a,b\in{\mathbb{R}}\right)$,记 $M\left(a,b\right)$ 是 ${\left|{f\left(x\right)}\right|}$ 在区间 $\left[-1,1\right]$ 上的最大值.
【难度】
【出处】
2015年高考浙江卷(理)
【标注】
  • 知识点
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    函数
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    常见初等函数
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    二次函数
  • 知识点
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    函数
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    函数的图象与性质
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    函数的单调性
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    函数
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    函数的图象与性质
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    函数的最值和值域
  • 题型
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    函数
  • 知识点
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    不等式
    >
    常用不等式
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    绝对值不等式
  • 题型
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    不等式
  1. 证明:当 ${\left|{a}\right|}\geqslant 2$ 时,$M\left(a,b\right)\geqslant 2$;
    标注
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      函数
    答案
    解析
    本题是二次函数求最值的问题,需要先确定函数的单调性,注意绝对值的作用.由\[f\left(x\right)=\left(x+\dfrac a2\right)^2+b-\dfrac{a^2}4\]得 $f\left(x\right)$ 的对称轴为直线\[x=-\dfrac a2.\]由 ${\left|{a}\right|}\geqslant 2$,得 ${\left|{-\dfrac a2}\right|}\geqslant 1$,故 $f\left(x\right)$ 在 $\left[-1,1\right]$ 上单调,
    所以 $M\left(a,b\right)=\max\left\{ \left|\right. f\left(1\right) \left|\right. , \left|\right. f\left(-1\right)|\right\}$.
    当 $a\geqslant 2$ 时,由\[f\left(1\right)-f\left(-1\right)=2a\geqslant 4\]得\[\max\left\{f\left(1\right),-f\left(-1\right)\right\}\geqslant 2,\]即 $M\left(a,b\right)\geqslant 2$.
    当 $a\leqslant -2$ 时,由\[f\left(-1\right)-f\left(1\right)=-2a\geqslant 4\]得\[\max\left\{f\left(-1\right),-f\left(1\right)\right\}\geqslant 2,\]即 $M\left(a,b\right)\geqslant 2$.
    综上,当 ${\left|{a}\right|}\geqslant 2$ 时,$M\left(a,b\right)\geqslant 2$.
  2. 当 $a$,$b$ 满足 $M\left(a,b\right)\leqslant 2$ 时,求 ${\left|{a}\right|}+{\left|{b}\right|}$ 的最大值.
    标注
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      不等式
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      常用不等式
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      绝对值不等式
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      不等式
    答案
    $3$.
    解析
    本题可由最大值小于等于 $2$ 得到端点处的值 $f(1)$ 和 $f(-1)$ 都小于等于 $2$,然后利用绝对值三角不等式即可求解.由 $M\left(a,b\right)\leqslant 2$ 得\[{\left|{1+a+b}\right|}={\left|{f\left(1\right)}\right|}\leqslant 2 ,\\ \left|{1-a+b}\right|={\left|{f\left(-1\right)}\right|}\leqslant 2.\]故 ${\left|{a+b}\right|}\leqslant 3$,${\left|{a-b}\right|}\leqslant 3$.
    由\[ {\left|{a}\right|}+{\left|{b}\right|}= \begin{cases}{\left|{a+b}\right|},ab\geqslant 0,\\ {\left|{a-b}\right|},ab<0, \end{cases} \]得 ${\left|{a}\right|}+{\left|{b}\right|}\leqslant 3$.
    当 $a=2$,$b=-1$ 时,${\left|{a}\right|}+{\left|{b}\right|}=3$,且 ${\left|{x^2+2x-1}\right|}$ 在 $\left[-1,1\right]$ 上的最大值为 $2$,即 $M\left(2,-1\right)=2$.
    所以 ${\left|{a}\right|}+{\left|{b}\right|}$ 的最大值为 $3$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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