定义:若函数f(x)对于其定义域内的某一数x0,有f(x0)=x0,则称x0是f(x)的一个不动点.已知函数f(x)=ax2+(b+1)x+b-1(a≠0).(1)当a=1,b=-2时,求函数f(x)的不动点;(2)若对任意的实数b,函数f(x)恒有两个不动点,求a的取值范围;(3)在(2)的条件下,若y=f(x)图象上两个点A、B的横坐标是函数f(x)的不动点,且A、B的中点C在函数g(x)=−x+a5a2−4a+1的图象上,求b的最小值.(参考公式:A(x1,y1),B(x2,y2)的中点坐标为(x1+x22,y1+y22))
定义:若函数f(x)对于其定义域内的某一数x0,有f(x0)=x0,则称x0是f(x)的一个不动点.已知函数f(x)=ax2+(b+1)x+b-1(a≠0).
(1)当a=1,b=-2时,求函数f(x)的不动点;
(2)若对任意的实数b,函数f(x)恒有两个不动点,求a的取值范围;
(3)在(2)的条件下,若y=f(x)图象上两个点A、B的横坐标是函数f(x)的不动点,且A、B的中点C在函数g(x)=−x+
的图象上,求b的最小值.a 5a2−4a+1
(参考公式:A(x1,y1),B(x2,y2)的中点坐标为(
,
x1+x2
2
))
y1+y2
2
(1)f(x)=x2-x-3,由x2-x-3=x,
解得x=3或x=-1,所以所求的不动点为-1或3.
(2)令ax2+(b+1)x+b-1=x,则ax2+bx+b-1=0①
由题意,方程①恒有两个不等实根,所以△=b2-4a(b-1)>0,
即b2-4ab+4a>0恒成立,
则△'=16a2-16a<0,故0<a<1
(3)设A(x1,x1),B(x2,x2)(x1≠x2),g(x)=−x+
,a 5a2−4a+1
又AB的中点在该直线上,所以
=−
x1+x2
2
+
x1+x2
2
,a 5a2−4a+1
∴x1+x2=
,a 5a2−4a+1
而x1、x2应是方程①的两个根,所以x1+x2=−
,即−b a
=b a
,a 5a2−4a+1
∴b=−
=-a2 5a2−4a+1
=-1
(
)2−4(1 a
)+51 a
1
(
−2)2+11 a
∴当a=
∈(0,1)时,bmin=-11 2
答案解析:(I)将a=1,b=-2代入f(x)=ax2+(b+1)x+b-1 (a≠0),求出f(x),令f(x)=x,解方程求不动点即可;
(II)由ax2+(b+1)x+b-1=x有两个不动点,即ax2+bx+b-1=0有两个不等实根,可通过判别式大于0得到关于参数a,b的不等式b2-4ab+4a>0,由于此不等式恒成立,配方可得b2-4ab+4a=(b-2a)2+4a-4a2>0恒成立,将此不等式恒成立转化为4a-4a2>0即可.
(III)由于本小题需要根据两个点A、B的坐标转化点关于线的对称这一条件,故可以先设出两点的坐标分别为A(x1,x1),B(x2,x2)(x1≠x2),可以得到x1+x2=
,由此联想到根与系数的关系,由(II)知,x1、x2应是方程ax2+bx+b-1=0的根,故又可得x1+x2=-a 5a2−4a+1
,至此题设中的条件转化为-b a
=b a
,观察发现参数b可以表示成参数a的函数即 b=−a 5a2−4a+1
,至此,求参数b的问题转化为求b关于a的函数最小值的问题.a2 5a2−4a+1
考试点:函数与方程的综合运用.
知识点:本题考点是二次函数的性质,主要考查二次函数、方程的基本性质、不等式的有关知识,同时考查函数思想、数形结合思想、逻辑推理能力和创新意识.