解题思路:(1)利用函数在x=1时f(x)有最大值,得到抛物线开口向下,且对称轴为x=1,然后利用函数g(x)=f(x)-x只有一个零点,解出a,b.(2)根据(1)中的解析式,我们分m<n<1,m≤1≤n,1<m<n三种情况分析讨论满足f(x)的定义域为[m,n]时,f(x)的取值范围是[3m,3n]的m,n值,最后综合讨论结果,即可得到答案.
(1)因为函数f(x)=ax2+bx(a,b为常数,且a≠0),在x=1时,f(x)有最大值,
所以a<0,对称轴为x=1,即−
b
2a=1,所以b=-2a.
g(x)=f(x)-x=ax2+bx-x=ax2+(b-1)x,因为函数g(x)=f(x)-x只有一个零点.
所以△=(b-1)2=0,解得b=1,a=−
1
2.
所以f(x)=−
1
2x2+x.
(2)由(1)则二次函数的对称轴为x=1,
①当m<n<1时,f (x)在[m,n]上单调递增,f (m)=3m,f (n)=3n,
所以m,n是-[1/2]x2+x=3x的两根.
解得m=-4,n=0;
②当m≤1≤n时,3n=[1/2],解得n=[1/6].不符合题意;…10分
③当1<m<n时,f (x)在[m,n]上单调递减,所以f(m)=3n,f(n)=3m.
即-[1/2]m2+m=3n,-[1/2]n2+n=3m.
相减得-[1/2](m2-n2)+(m-n)=3(n-m).
因为m≠n,所以-[1/2](m+n)+1=-3.所以m+n=8.
将n=8-m代入-[1/2]m2+m=3n,
得-m2+m=3(8-m).但此方程无解.
所以m=-4,n=0时,f (x)的定义域和值域分别是[m,n]和[3m,3n].…
点评:
本题考点: 函数的值域;函数的定义域及其求法;函数解析式的求解及常用方法.
考点点评: 本题考查了二次函数解析式的求法,其中(2)中讨论区间[m,n]与对称轴的关系,是解答二次函数问题最常见的思路.