已知 $f(x)$ 是二次函数,不等式 $f(x)<0$ 的解集是 $(0,5)$,且 $f(x)$ 在区间 $[-1,4]$ 上的最大值是 $12$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 知识点
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    不等式
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    解不等式
    >
    解二次不等式
  • 知识点
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    微积分初步
    >
    利用导数研究函数的性质
    >
    利用导数研究函数的零点
  1. 求 $f(x)$ 的解析式;
    标注
    • 知识点
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      不等式
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      解不等式
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      解二次不等式
    答案
    $f(x)=2x^2-10x$
    解析
    由题意知,$0$,$5$ 是 $f(x)$ 的两个零点,所以设$$f(x)=ax(x-5).$$当 $a<0$ 时,$f(x)$ 的最大值$$f_{max}(x)=f\left(\dfrac 52\right)=\dfrac {25}{4}a=12,$$解得 $a=\dfrac {48}{25}>0$,矛盾.
    当 $a>0$ 时,$f(x)$ 的最大值$$f_{max}(x)=f(-1)=6a=12,$$解得 $a=2$,故$$f(x)=2x^2-10x.$$
  2. 是否存在正整数 $m$,使得方程 $f(x)+\dfrac{37}{x}=0$ 在区间 $(m,m+1)$ 内有且只有两个不相等的实根?若存在,求出 $m$ 的值;若不存在,请说明理由.
    标注
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      利用导数研究函数的零点
    答案
    $m=3$ 是符合题意的唯一正整数
    解析
    方程 $f(x)+\dfrac{37}x=0$ 即$$2x^3-10x^2+37=0.$$设上式左边为 $\varphi(x)$,则$$\varphi'(x)=6x\left(x-\dfrac{10}3\right),$$有极值点 $x=0$ 和 $x=\dfrac{10}3$.
    又因为$$g(3)>0,g\left(\dfrac{10}3\right)<0,g(4)>0,$$所以 $m=3$ 是符合题意的唯一正整数.
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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