作业帮 > 数学 > 作业

设函数f(x)=-(1/2)x²+13/2的定义域和值域分别是[a,b]和[2a,2b],求a,b的值

来源:学生作业帮 编辑:百度作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/08/12 09:19:44
设函数f(x)=-(1/2)x²+13/2的定义域和值域分别是[a,b]和[2a,2b],求a,b的值
设函数f(x)=-(1/2)x²+13/2的定义域和值域分别是[a,b]和[2a,2b],求a,b的值
思路:分情况讨论
易知,f(x)图象关于y轴对称,f(x)在(-∞,0)上单调递增,在[0,+∞)上单调递减
情况(1)若0<a<b,f(a)>f(b)
则f(a)=2b,f(b)=2a
即-1/2 a²+13/2=2b —— ——①
-1/2 b²+13/2=2a—— ——②
由①得 b=-1/4 a²+13/4
代入②,得-1/2(-1/4 a²+13/4)²+13/2=2a
化简,得 a^4-26a²+64a-39=0————③
这个方程不好解,采取分解因式法.
设g(a)=a^4-26a²+64a-39,则方程③即为g(a)=0
先将39分解因数,39=3×13,将a=3代入g(a),可得g(3)=0
说明a=3是方程③的一个根
∴g(a)=(a-3)×A (A是代数式)
g(a)=(a^4-3a³)+(3a³-9a²)-(17a²-51a)+(13a-39)
=(a-3)a³+3(a-3)a²-17(a-3)a+13(a-3)
=(a-3)(a³+3a²-17a+13)
∴上述的A=a³+3a²-17a+13
同理,A=(a-1)(a²+4a-13)
解方程 a²+4a-13=0
得a1=-2+√17,a2=-2-√17
∴g(a)=(a-3)(a-1)[a-(-2+√17)] [a-(-2-√17)]
∴方程g(a)=0的根为
a1=3 a2=1 a3=-2+√17 a4=-2-√17
又a>0,∴a=3,1,-2+√17
若a=3 代入方程①,解得b=1<a(舍去)
若a=1 代入①,得b=3 ∴a=1,b=3是一组解
若a=-2+√17,解得b=-2+√17=a
严格地讲,此时[a,b]不是一个区间,而是一个点,∴舍去
情况(2)若a<0<b
则f(0)=2b,f(a)=2a或f(b)=2a
则b=13/4 ∴f(b)=39/32
情况① 若f(a)=2a
即-1/2a²+13/2=2a且应满足f(a)≤f(b)
解得a1=-2+√17>0(舍去),a2=-2-√17
此时满足f(a)<f(b)
情况②若f(b)=2a 则应满足f(b)≤f(a)
a=39/64>0(舍去)
情况(3)若a<b<0 则f(a)<f(b)
∴f(a)=2a,f(b)=2b
即-1/2a²+13/2=2a
-1/2b²+13/2=2b
分别解之,得a1=-2+√17>0(舍去),a2=-2-√17
b1=-2+√17>0(舍去),b2=-2-√17=a(舍去)
综上所述,a=1,b=3或a=-2-√17,b=13/4
注:若题目改为“定义域为{x|a≤x≤b}、值域为{y|2a≤y≤2b}”
则a=b=-2+√17或a=b=-2-√17也可作为解