Question

已知二次函數(shù)f（x）=x²-16x+p+3．
（1）若函數(shù)在區(qū)間[-1，1]上存在零點(diǎn)，求實(shí)數(shù)p的取值范圍；
（2）問(wèn)是否存在常數(shù)q（q≥0），當(dāng)x∈[q，10]時(shí)，f（x）的值域?yàn)閰^(qū)間D，且D的長(zhǎng)度為12-q．（注：區(qū)間[a，b]（a＜b）的長(zhǎng)度為b-a）．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)解析式判斷f（x）在區(qū)間[-1，1]上遞減，由函數(shù)零點(diǎn)的幾何意義知f（-1）•f（1）≤0，再代入方程后求不等式得解集，即是p的范圍；
（2）先假設(shè)存在常數(shù)q（q≥0）滿足題意，根據(jù)對(duì)稱(chēng)軸和區(qū)間[q，10]的關(guān)系進(jìn)行分類(lèi)，再根據(jù)每種情況中的二次函數(shù)圖象求出函數(shù)的值域，利用區(qū)間長(zhǎng)度求出q的值，注意驗(yàn)證是否在確定的范圍內(nèi)．
解答：解：（1）∵二次函數(shù)f（x）=x²-16x+p+3的對(duì)稱(chēng)軸是x=8，
∴函數(shù)f（x）在區(qū)間[-1，1]上單調(diào)遞減，
則函數(shù)f（x）在區(qū)間[-1，1]上存在零點(diǎn)須滿足f（-1）•f（1）≤0．
即（1+16+p+3）（1-16+p+3）≤0，解得-20≤p≤12．
（2）假設(shè)存在常數(shù)q（q≥0）滿足題意，分三種情況求解：
①當(dāng)時(shí)，即0≤q≤6時(shí)，
當(dāng)x=8時(shí)，取到最小值f（8）；當(dāng)x=q時(shí)，取到最大值f（q），
∴f（x）的值域?yàn)椋篬f（8），f（q）]，即[p-61，q²-16q+p+3]．
∴區(qū)間長(zhǎng)度為q²-16q+p+3-（p-61）=q²-16q+64=12-q．
∴q²-15q+52=0，∴，經(jīng)檢驗(yàn)不合題意，舍去，故．
②當(dāng)時(shí)，即6≤q＜8時(shí)，
當(dāng)x=8時(shí)，取到最小值f（8）；當(dāng)x=10時(shí)，取到最大值f（10），
∴f（x）的值域?yàn)椋篬f（8），f（10）]，即[p-61，p-57]
∴區(qū)間長(zhǎng)度為p-57-（p-61）=4=12-q，∴q=8．經(jīng)檢驗(yàn)q=8不合題意，舍去．
③當(dāng)q≥8時(shí)，函數(shù)f（x）在[q，10]上單調(diào)遞增，
∴f（x）的值域?yàn)椋篬f（q），f（10）]，即[q²-16q+p+3，p-57]．
∴區(qū)間長(zhǎng)度為p-57-（q²-16q+p+3）=-q²-16q-60=12-q，
∴q²-17q+72=0，∴q=8或q=9．經(jīng)檢驗(yàn)q=8或q=9滿足題意．
綜上知，存在常數(shù)q=8或q=9，
當(dāng)x∈[q，10]時(shí)，f（x）的值域?yàn)閰^(qū)間D，且D的長(zhǎng)度為12-q．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了函數(shù)零點(diǎn)的幾何意義和在給定區(qū)間上求二次函數(shù)的值域，特別是區(qū)間含有參數(shù)時(shí)，要討論對(duì)稱(chēng)軸和區(qū)間的位置關(guān)系并由此進(jìn)行分類(lèi)，是綜合性強(qiáng)和計(jì)算量大的題．