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2011 年黑龙江预赛 · 第 12 题
F3选择题函数综合
已知
f(x)=2x2+3px+2q,φ(x)=x+x4
是定义在 M={x∣1≤x≤49} 上的函数.对任意 x∈M,存在常数 x0∈M,使得
f(x)≥f(x0),φ(x)≥φ(x0),f(x0)=φ(x0).
则函数 f(x) 在 M 上的最大值为多少?选项为 4,833,6,8.
解析
思路
先把 x 取为另一函数的唯一最小点,迫使见证点固定;随后推出二次函数也在同一点取最小值。
解答
在 M=[1,9/4] 上,φ(x)=x+4/x≥4,且等号唯一在 x=2。把题设的任意 x 特取为 2,则见证点满足 4≥φ(x0),故只能 x0=2,并得到 f(2)=4。对一般 x,其见证点又满足 f(x)≥f(x0)=φ(x0)≥4,所以 2 是 f 的内点最小点。因此 f′(2)=8+3p=0,得 p=−8/3;结合 f(2)=4 得 q=6。于是 f(x)=2(x−2)2+4,在闭区间最大值取于较远端点 x=1,为 6,选 C。
复核
f(9/4)=33/8<6=f(1)。所得参数确满足原题:对每个 x 均可取见证点 x0=2,两函数都不小于 4 且在该点值相等。推导没有预先把“每个 x 可有不同见证”擅改为共同见证。其余三个选项均不是最大值。
方法总结
存在量词可先用极端输入锁定见证,再回到任意输入取得全局必要条件,并验证充分性。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
需由量词选出唯一最不利输入,锁定共同最小点,再确定二次参数及闭区间最大值。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:区分恒成立与存在,求参数范围并验证
专题卡:带“任意”和“存在”的参数题:先取必要条件,再证明足够