已知两个二次函数:y=f(x)=ax2+bx+1与y=g(x)=a2x2+bx+1,函数y=g(x)图象与x轴有两个交点

2个回答

  • 解题思路:(1)根据函数y=g(x)图象与x轴有两个交点,得它的根的判别式△=b2-4a2>0,再求y=f(x)的导数f′(x),得

    f′(-1)f′(1)>0,说明一次函数f′(x)=2ax+b在区间(-1,1)的符号均为正数,或均为负数,得出结论;

    (2)构造两个函数:F(x)=f(x)-1,G(x)=g(x)-1,通过讨论它们的零点,得出它们的根之间的大小关系.然后通过分类讨论和在同一坐标系里作出F(x)和G(x)的图象,然后将两个图象向上平移一个单位,可得x1,x2

    x3,x4的大小关系,最后综合可得出正确的大小关系.

    (1)对函数y=f(x)求导数,得f′(x)=2ax+b

    所以f′(-1)f′(1)=(-2a+b)(2a+b)=b2-4a2

    ∵函数y=g(x)图象与x轴有两个交点

    ∴y=g(x)根的判别式△=b2-4a2>0

    因此,f′(-1)f′(1)>0

    一次函数f′(x)=2ax+b在区间(-1,1)的符号均为正数,或均为负数

    由此可得:y=f(x)在(-1,1)上是单调函数;

    (2)记函数F(x)=f(x)-1=ax2+bx,G(x)=g(x)-1=a2x2+bx

    两个函数有公共的零点x=0,此外F(x)还有一个零点x=−

    b

    a,G(x)还有一个零点x=−

    b

    a2,

    ①因为a>1,当b<0时由(1)得必定有0<−

    b

    a2< −

    b

    a,

    在同一坐标系里作出F(x)和G(x)的图象:

    将此两个图象都上移一个单位,可得函数f(x)和g(x)的图象

    所以由图象可得x1<x3<x2<x4
    ②当b>0时,同理可得四个根的大小关系:x1<x3<x2<x4
    综上所述,可判断x1,x2,x3,x4的大小关系为:x1<x3<x2<x4

    点评:
    本题考点: 函数单调性的判断与证明;根与系数的关系;一元二次方程的根的分布与系数的关系.

    考点点评: 本题以一元二次方程的根的分布考查了二次函数的图象与性质,所含字母参数较多,属于难题.采用数形结合与分类讨论的思想解题,是本题解决的关键所在.