设当x≤1时,函数y=4x-2x+1+2的值域为D,且当x∈D时,恒有f(x)=x2+kx+5≤4x,求实数k的取值范围.

问题描述:

设当x≤1时,函数y=4x-2x+1+2的值域为D,且当x∈D时,恒有f(x)=x2+kx+5≤4x,求实数k的取值范围.

令t=2x,由于x≤1,则t∈(0,2]则原函数y=t2-2t+2=(t-1)2+1∈[1,2],即D=[1,2]由题意:f(x)=x2+kx+5≤4x,法一:则x2(k-4)x+5≤0当x∈D时恒成立∴1+(k−4)+5≤022+(k−4)2+5≤0∴k≤−2k≤−12∴k≤-2法二...
答案解析:根据题意,函数y=4x-2x+1+2以2x为单位,通过讨论二次函数的方法得出其值域D为[1,2],从而f(x)=x2+kx+5≤4x在区间[1,2]上恒成立.接下来有两种思路解决本题:
①将不等式移项得x2(k-4)x+5≤0当x∈[1,2]时恒成立,利用二次函数的最大值小于0列式,从而求出实数k的取值范围.②参数分离,变为k≤−(x+

5
x
)+4当x∈[1,2]时恒成立,从而k小于或等于右边的最小值,求出实数k的取值范围.
考试点:指数型复合函数的性质及应用;函数恒成立问题;二次函数的性质.
知识点:本题考查了指数型复合函数的性质及应用、函数恒成立以及二次函数性质等等知识点,属于中档题.解题时请注意转化化归思路与变量分离等常用数学手段的运用.