已知f(x)在x>0可导,已知g(x)=f(x)-xf'(x)单调递减,能否证明 f'(x) 在x>0 时单调增加,若f

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  • 分析:(1)当b=0时,f(x)=ax2-4x,讨论a是否为0,然后根据f(x)在(-∞,2]上单调递减建立关系式,解之即可求出a的取值范围;

    (2)若a=0,f(x)=-2

    4+2b-b2

    x,则f(x)无最大值,故a≠0,则f(x)为二次函数,根据f(x)有最大值,建立关系式,然后求出f(x)有最大值时的自变量x0,最后根据g(x)取最小值时,x0=a,根据条件建立等式,求出满足条件的a与b,从而求出所求;

    (3)当整数对是(-1,-1),(-1,3)时,f(x)=-x2-2x根据h(x)是以2为周期的周期函数,当x∈(-2,0)时,h(x)=f(x),构造h(x)如下:当x∈(2k-2,2k),k∈Z,则,h(x)=h(x-2k)=f(x-2k)=-(x-2k)2-2(x-2k)即可.

    (1)当b=0时,f(x)=ax2-4x,(1分)

    若a=0,f(x)=-4x,则f(x)在(-∞,2]上单调递减,符合题意;(3分)

    若a≠0,要使f(x)在(-∞,2]上单调递减,

    必须满足

    a>0

    4

    2a

    ≥2

    (5分)

    ∴0<a≤1.综上所述,a的取值范围是[0,1](6分)

    (2)若a=0,f(x)=-2

    4+2b-b2

    x,则f(x)无最大值,(7分)

    故a≠0,∴f(x)为二次函数,

    要使f(x)有最大值,必须满足

    a<0

    4+2b-b2≥0

    即a<0且1-

    5

    ≤b≤1+

    5

    ,(8分)

    此时,x0=

    4+2b-b2

    a

    时,f(x)有最大值.(9分)

    又g(x)取最小值时,x0=a,(10分)

    依题意,有

    4+2b-b2

    a

    =a∈Z,则a2=

    4+2b-b2

    =

    5-(b-1)2

    ,(11分)

    ∵a<0且1-

    5

    ≤b≤1+

    5

    ,∴0<a2≤

    5

    (a∈Z),得a=-1,(12分)

    此时b=-1或b=3.

    ∴满足条件的整数对(a,b)是(-1,-1),(-1,3).(13分)

    (3)当整数对是(-1,-1),(-1,3)时,f(x)=-x2-2x∵h(x+2)=h(x),

    ∴h(x)是以2为周期的周期函数,(14分)

    又当x∈(-2,0)时,h(x)=f(x),构造h(x)如下:当x∈(2k-2,2k),k∈Z,则,h(x)=h(x-2k)=f(x-2k)=-(x-2k)2-2(x-2k),

    故h(x)=-(x-2k)2-2(x-2k),x∈(2k-2,2k),k∈Z.(16分)

    点评:根据开口方向和对称轴建立关系式是解决二次函数的单调性的关键,同时考查了函数的周期性和函数的最值及其几何意义,涉及的知识点较多,是一道综合题.