已知函数f(x)=log3x2+ax+bx2+cx+1,是否存在实数a、b、c,使f(x)同时满足下列三个条件:
来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/17 06:15:16
已知函数f(x)=log
由f(x)是R上的奇函数,可得f(0)=0,log3b=0,∴b=1.
又∵f(-x)=-f(x),即log3
x2−ax+1
x2−cx+1=−log3
x2+ax+1
x2+cx+1,
∴
x2+1−ax
x2+1−cx=
x2+1+cx
x2+1+ax⇔(x2+1)2−a2x2=(x2+1)2−c2x2.
∴a2=c2⇒a=c或a=-c,但a=c时,f(x)=0,不合题意;故a=-c.
这时f(x)=log3
x2−cx+1
x2+cx+1在[1,+∞)上是增函数,且最大值是1.
设u(x)=
x2−cx+1
x2+cx+1在[1,+∞)上是增函数,且最大值是3.
∵u′(x)=
(2x−c)(x2+cx+1)−(2x+c)(x2−cx+1)
(x2+cx+1)2=
2c(x2−1)
(x2+cx+1)2=
2c(x+1)(x−1)
(x2+cx+1)2,
当x>1时,x2-1>0⇒u'(x)>0,故c>0;
又当x<-1时,u'(x)>0;当x∈(-1,1)时,u'(x)<0;
故c>0,又当x<-1时,u'(x)>0,当x∈(-1,1)时,u'(x)<0.
∴u(x)在(-∞,-1),(1,+∞)是增函数,在(-1,1)上是减函数.
又∵x>1时,x2-cx+1<x2+cx+1,u(x)<1,
∴x=-1时,u(x)最大值为3.
∴
1+c+1
1−c+1=3,c=1,a=−1.
经验证:a=-1,b=1,c=1时,f(x)符合题设条件,
∴存在满足条件的a、b、c,即a=-1,b=1,c=1.
又∵f(-x)=-f(x),即log3
x2−ax+1
x2−cx+1=−log3
x2+ax+1
x2+cx+1,
∴
x2+1−ax
x2+1−cx=
x2+1+cx
x2+1+ax⇔(x2+1)2−a2x2=(x2+1)2−c2x2.
∴a2=c2⇒a=c或a=-c,但a=c时,f(x)=0,不合题意;故a=-c.
这时f(x)=log3
x2−cx+1
x2+cx+1在[1,+∞)上是增函数,且最大值是1.
设u(x)=
x2−cx+1
x2+cx+1在[1,+∞)上是增函数,且最大值是3.
∵u′(x)=
(2x−c)(x2+cx+1)−(2x+c)(x2−cx+1)
(x2+cx+1)2=
2c(x2−1)
(x2+cx+1)2=
2c(x+1)(x−1)
(x2+cx+1)2,
当x>1时,x2-1>0⇒u'(x)>0,故c>0;
又当x<-1时,u'(x)>0;当x∈(-1,1)时,u'(x)<0;
故c>0,又当x<-1时,u'(x)>0,当x∈(-1,1)时,u'(x)<0.
∴u(x)在(-∞,-1),(1,+∞)是增函数,在(-1,1)上是减函数.
又∵x>1时,x2-cx+1<x2+cx+1,u(x)<1,
∴x=-1时,u(x)最大值为3.
∴
1+c+1
1−c+1=3,c=1,a=−1.
经验证:a=-1,b=1,c=1时,f(x)符合题设条件,
∴存在满足条件的a、b、c,即a=-1,b=1,c=1.
已知函数f(x)=log3x2+ax+bx2+cx+1,是否存在实数a、b、c,使f(x)同时满足下列三个条件:
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