求函数f(x)=x2+2a2x-1(a为常数)在区间[2,4]上的最大值

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/09/28 14:41:00
求函数f(x)=x2+2a2x-1(a为常数)在区间[2,4]上的最大值

解:函数f(x)=-ax2+2a2x-1的对称轴为x=-a^2,且函数f(x)=-ax2+2a2x-1为下凸(上凹)函数
故其在(-∞,-a^2)上为单调递减,在[-a^2,∞)上单调递增
-a^2≤0,故函数f(x)在[2,4]上单调递增
f(x)max=f(4)=8a^2+15,x∈[2,4]

注意此题还可能出成:求函数f(x)=x2+2ax-1(a为常数)在区间[2,4]上的最大值

这种情况就比较复杂了,下面给出解决步骤:

函数f(x)=x2+2ax-1为以x=-a为对称轴的2次函数,要求函数在区间[2,4]上的最大值,需讨论对称轴x=-a的位置

解:函数f(x)=x2+2ax-1的对称轴为x=-a,且函数f(x)=-ax2+2ax-1为下凸(上凹)函数
故其在(-∞,-a)上为单调递减,在[-a,∞)上单调递增

1^当[2,4]在(-∞,-a)内时,即a<-4时,函数f(x)=x2+2ax-1的最大值f(x)max=f(2)=4a+3;

2^当[2,4]在[-a,∞)内时,即a≥-2时,函数f(x)=x2+2ax-1的最大值f(x)max=f(4)=8a+15;

3^当-a∈(2,4],即-4≤a<-2…①时还要分类讨论
当-a-2>4-(-a),即a<-3联合①有-4≤a<-3,此时f(x)max=f(2)=4a+3
当-a-2<4-(-a),即a>-3联合①有-3<a<-2,此时f(x)max=f(4)=8a+15
当-a-2=4-(-a),即a=-3时,f(x)max=f(2)=f(4)=-9.

PS:3^中我取-a∈(2,4],而不是-a∈[2,4],是因为这样更严谨,你在做题时并不一定要考虑得如此细微。