已知幂函数f(x)=x(2-k)(1+k),k∈Z,且f(x)在(0,+∞)上单调递增.(1)求实数k的值,并写出相应的函数f(x)的解析式;(2)若F(x)=2f(x)-4x+3在区间[2a,a+1]上不单调,求实数a的取值范围;(3)试判断是否存在正数q,使函数g(x)=1-qf(x)+(2q-1)x在区间[-1,2]上的值域为[−4,178].若存在,求出q的值;若不存在,请说明理由.

问题描述:

已知幂函数f(x)=x(2-k)(1+k),k∈Z,且f(x)在(0,+∞)上单调递增.
(1)求实数k的值,并写出相应的函数f(x)的解析式;
(2)若F(x)=2f(x)-4x+3在区间[2a,a+1]上不单调,求实数a的取值范围;
(3)试判断是否存在正数q,使函数g(x)=1-qf(x)+(2q-1)x在区间[-1,2]上的值域为[−4,

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].若存在,求出q的值;若不存在,请说明理由.

(1)由题意知(2-k)(1+k)>0,解得:-1<k<2.…(2分)又k∈Z∴k=0或k=1,…(3分)分别代入原函数,得f(x)=x2.…(4分)(2)由已知得F(x)=2x2-4x+3.…(5分)要使函数不单调,则2a<1<a+1,则0<a<1...
答案解析:(1)由已知f(x)在(0,+∞)上单调递增,结合幂函数的单调性与指数的关系可构造关于k的不等式,解不等式求出实数k的值,并得到函数f(x)的解析式;
(2)由(1)中结果,可得函数F(x)的解析式,结合二次函数的图象和性质,可构造关于a的不等式,解不等式求出实数a的取值范围;
(3)由(1)中结果,可得函数g(x)的解析式,结合二次函数的图象和性质,可求出q的值.
考试点:二次函数的性质;幂函数的性质.


知识点:本题考查的知识点是二次函数的图象和性质,幂函数的性质,熟练掌握基本初等函数的图象和性质是解答本题的关键.