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已知二次函数y=f1(x)的图象以原点为顶点且过点(1,1),反比例函数y=f2...

已知二次函数y=f1(x)的图象以原点为顶点且过点(1,1),反比例函数y=f2(x)的图象与直线y=x的两个交点间距离为8,f(x)=f1(x)+f2(x).
(1)求函数f(x)的表达式;
(2)证明:当a>3时,关于x的方程f(x)=f(a)有三个实数解.
(1)由题意已知二次函数y=f1(x)的图象以原点为顶点且过点(1,1),设出函数的解析式,然后根据待定系数法求出函数的解析式; (2)由已知f(x)=f(a),得x2+=a2+,在同一坐标系内作出f2(x)=和f3(x)=-x2+a2+的大致图象,然后利用数形结合进行讨论求证. 【解析】 (1)由已知,设f1(x)=ax2,由f1(1)=1,得a=1, ∴f1(x)=x2. 设f2(x)=(k>0),它的图象与直线y=x的交点分别为 A(,)B(-,-) 由|AB|=8,得k=8,.∴f2(x)=.故f(x)=x2+. (2)证法一:f(x)=f(a),得x2+=a2+, 即=-x2+a2+. 在同一坐标系内作出f2(x)=和f3(x)=-x2+a2+的大致图象, 其中f2(x)的图象是以坐标轴为渐近线,且位于第一、三象限的双曲线, f3(x)与的图象是以(0,a2+)为顶点,开口向下的抛物线. 因此,f2(x)与f3(x)的图象在第三象限有一个交点, 即f(x)=f(a)有一个负数解. 又∵f2(2)=4,f3(2)=-4+a2+ 当a>3时,.f3(2)-f2(2)=a2+-8>0, ∴当a>3时,在第一象限f3(x)的图象上存在一点(2,f(2))在f2(x)图象的上方. ∴f2(x)与f3(x)的图象在第一象限有两个交点,即f(x)=f(a)有两个正数解. 因此,方程f(x)=f(a)有三个实数解. 证法二:由f(x)=f(a),得x2+=a2+, 即(x-a)(x+a-)=0,得方程的一个解x1=a. 方程x+a-=0化为ax2+a2x-8=0, 由a>3,△=a4+32a>0,得 x2=,x3=, ∵x2<0,x3>0,∴x1≠x2,且x2≠x3. 若x1=x3,即a=,则3a2=,a4=4a, 得a=0或a=,这与a>3矛盾,∴x1≠x3. 故原方程f(x)=f(a)有三个实数解.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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