定义:如果函数y=f(x)在定义域内给定区间[a,b]上存在x0(a<x0<b),满足f(x0)=f(b)−f(a)b−a,则称函数y=f(x)是[a,b]上的“平均值函数”,x0是它的一个均值点.如y=x4是[-1,1]上的平均值函数,0就是它的均值点.(1)判断函数f(x)=-x2+4x在区间[0,9]上是否为平均值函数?若是,求出它的均值点;若不是,请说明理由;(2)若函数f(x)=-x2+mx+1是区间[-1,1]上的平均值函数,试确定实数m的取值范围.

问题描述:

定义:如果函数y=f(x)在定义域内给定区间[a,b]上存在x0(a<x0<b),满足f(x0)=

f(b)−f(a)
b−a
,则称函数y=f(x)是[a,b]上的“平均值函数”,x0是它的一个均值点.如y=x4是[-1,1]上的平均值函数,0就是它的均值点.
(1)判断函数f(x)=-x2+4x在区间[0,9]上是否为平均值函数?若是,求出它的均值点;若不是,请说明理由;
(2)若函数f(x)=-x2+mx+1是区间[-1,1]上的平均值函数,试确定实数m的取值范围.

(1)由定义可知,关于x的方程-x2+4x=

f(9)−f(0)
9−0
在(0,9)内有实数根时,
函数f(x)=-x2+4x在区间[0,9]上是平均值函数.
解-x2+4x=
f(9)−f(0)
9−0
⇒x2-4x-5=0,可得x=5,x=-1.
又-1∉(0,9),
∴x=5,
所以函数f(x)=-x2+4x在区间[0,9]上是平均值函数,5是它的均值点.
(2)∵函数f(x)=-x2+mx+1是区间[-1,1]上的平均值函数,
∴关于x的方程-x2+mx+1=
f(1)−f(−1)
1−(−1)
在(-1,1)内有实数根.
由-x2+mx+1=
f(1)−f(−1)
1−(−1)
⇒x2-mx+m-1=0,解得x=m-1,x=1.
又1∉(-1,1)
∴x=m-1必为均值点,即-1<m-1<1⇒0<m<2.
∴所求实数m的取值范围是0<m<2.
答案解析:(1)关于x的方程-x2+4x=
f(9)−f(0)
9−0
在(0,9)内有实数根时,函数f(x)=-x2+4x在区间[0,9]上是平均值函数,下面只需解方程-x2+4x=
f(9)−f(0)
9−0
的根即可得出结论;
(2)函数f(x)=-x2+mx+1是区间[-1,1]上的平均值函数,故有-x2+mx+1=
f(1)−f(−1)
1−(−1)
在(-1,1)内有实数根,求出方程的根,让其在(-1,1)内,即可求出实数m的取值范围.
考试点:二次函数的性质.
知识点:本题主要是在新定义下考查二次方程根的问题.在做关于新定义的题目时,一定要先认真的研究定义理解定义,再按定义做题.