已知实数 $a,b,c$,$c<0$,设函数 $f(x)=ax+b$,$g(x)=x^2+c$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 知识点
    >
    函数
  • 知识点
    >
    不等式
    >
    常用不等式
    >
    均值不等式
  • 方法
    >
    思考方式
    >
    必要条件探路
  • 题型
    >
    不等式
    >
    求代数式的最值与范围
  1. 请用 $f(0)$ 和 $f(1)$ 表示出 $a,b$;
    标注
    • 知识点
      >
      函数
    答案
    $a=f(1)-f(0)$;$b=f(0)$
    解析
  2. 若对任意的 $x\in[0,1],$ 都有 $0\leqslant f(x)\leqslant 1,$ 求 $ab$ 的最大值;
    标注
    • 知识点
      >
      不等式
      >
      常用不等式
      >
      均值不等式
    答案
    $\dfrac 14$
    解析
    由题有$$ab=f(0)\cdot[f(1)-f(0)]\leqslant\dfrac14\cdot f^2(1)\leqslant\dfrac14,$$等号当 $f(0)=f(1)-f(0)$ 且 $f(1)=1$,即 $a=b=\dfrac 12$ 时 $ab$ 取得,因此所求最大值为 $\dfrac 14$.
  3. 已知 $a=1$,$b$ 和 $c$ 是闭区间 $I$ 的两个端点.若对任意的 $x\in I,$ 都有 $f(x)\cdot g(x)\geqslant 0.$ 求 $|b-c|$ 的最大值.
    标注
    • 方法
      >
      思考方式
      >
      必要条件探路
    • 题型
      >
      不等式
      >
      求代数式的最值与范围
    答案
    $1$
    解析
    根据题意,有\[\begin{cases} f(b)\cdot g(b) \geqslant 0,\\ f(c)\cdot g(c) \geqslant 0,\end{cases}\]即\[\begin{cases} 2b\left(b^2+c\right)\geqslant 0,\\ (b+c)\left(c^2+c\right)\geqslant 0,\end{cases}\]也即\[\begin{cases} b\left(b^2+c\right)\geqslant 0,\\ (b+c)\left(c+1\right)\leqslant 0,\end{cases}\]情形一 $b=0$.此时 $c\geqslant -1$,而\[|b-c|=-c\leqslant 1,\]等号当 $c=-1$ 时取得.
    情形二 $b>0$.此时 $0\in I$,于是\[f(0)\cdot g(0)=bc<0,\]不符合题意.
    情形三 $b<0$.此时\[-1\leqslant c\leqslant -b^2,\]于是 $b,c\in [-1,0)$,因此\[|b-c|< 1.\]综上所述,$|b-c|$ 的最大值为 $1$,当 $b=0$,$c=-1$ 时取得.
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 问题3 答案3 解析3 备注3
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