函数f(x)=-ax2+4x+1的定义域为[-1,2], (1)若a=2,求函数f(x)的值域; (2)若a为非负常数,且函数f(x)是[-1,2]上的单调函数,求a的范围及函数f(x)的值域.

问题描述:

函数f(x)=-ax2+4x+1的定义域为[-1,2],
(1)若a=2,求函数f(x)的值域;
(2)若a为非负常数,且函数f(x)是[-1,2]上的单调函数,求a的范围及函数f(x)的值域.

(1)当a=2时,f(x)=-2x2+4x+1=-2(x-1)2+3                    …(2分)
当x∈[-1,1]时,f(x)单调递增,当x∈[1,2]时,f(x)单调递减,
f(x)max=f(1)=3,
又∵f(-1)=-5,f(2)=1,
∴f(x)min=f(-1)=-5,
∴f(x)的值域为[-5,3]…(6分)
(2)当a=0时,f(x)=4x+1,在[-1,2]内单调递增,…(7分)
当a>0时,f(x)=−a(x−

2
a
)2+1+
4
a
,…(8分)
又f(x) 在[-1,2]内单调
2
a
≤−1
2
a
≥2

∴-2≤a<0或0<a≤1
∵a>0
∴0<a≤1,此时函数在[-1,2]内单调递增
综上:当0≤a≤1时,f(x)在[-1,2]内单调递增,
∵f(x)min=f(-1)=-a-3,f(x)max=f(2)=-4a+9,
∴值域为[-a-3,-4a+9]
故a的取值范围是[0,1],f(x)值域为[-a-3,-4a+9]-----(12分)