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高考数学必做百题第21题(理科2017版)

  2016-09-08 09:35:53  

 021.已知函数$f\left( x \right)={{x}^{2}}+bx+c\left( x\in R \right)$,且满足$f\left( 1 \right)=0$。

(1)若函数$f\left( x \right)$有两个不同的零点,求$b$的取值范围;
(2)若对${{x}_{1}},{{x}_{2}}\in R$,且${{x}_{1}}<{{x}_{2}}$,$f\left( {{x}_{1}} \right)\ne f\left( {{x}_{2}} \right)$,方程$f\left( x \right)=\frac{1}{2}\left[ f\left( {{x}_{1}} \right)+f\left( {{x}_{2}} \right) \right]$有两个不相等的实根,证明必有一实根属于$\left( {{x}_{1}},{{x}_{2}} \right)$。
(1)解:∵$f\left( 1 \right)=0$,
∴$b+c+1=0$,即$c=-\left( b+1 \right)$,
∴$f\left( x \right)={{x}^{2}}+bx-\left( b+1 \right)$。
若$f\left( x \right)$有两个零点,则$f\left( x \right)=0$有两个不相等的实根,
∴$\Delta ={{b}^{2}}+4\left( b+1 \right)={{\left( b+2 \right)}^{2}}>0$,即$b\ne -2$。
∴$b$的取值范围是$\left\{ b|b\ne -2,b\in R \right\}$。
(2)证明: 设$g\left( x \right)=f\left( x \right)-\frac{1}{2}\left[ f\left( {{x}_{1}} \right)+f\left( {{x}_{2}} \right) \right]$,
则$g\left( {{x}_{1}} \right)=\frac{1}{2}\left[ f\left( {{x}_{1}} \right)-f\left( {{x}_{2}} \right) \right]$,
$g\left( {{x}_{2}} \right)=-\frac{1}{2}\left[ f\left( {{x}_{1}} \right)-f\left( {{x}_{2}} \right) \right]$,
∴$g\left( {{x}_{1}} \right)\cdot g\left( {{x}_{2}} \right)=-\frac{1}{4}{{\left[ f\left( {{x}_{1}} \right)-f\left( {{x}_{2}} \right) \right]}^{2}}$,
∵$f\left( {{x}_{1}} \right)\ne f\left( {{x}_{2}} \right)$,∴$g\left( {{x}_{1}} \right)\cdot g\left( {{x}_{2}} \right)<0$,
∴函数$g\left( x \right)$在$\left( {{x}_{1}},{{x}_{2}} \right)$内必有一个零点,即方程$g\left( x \right)=0$在$\left( {{x}_{1}},{{x}_{2}} \right)$内必有一实根,
也就是方程$f\left( x \right)=\frac{1}{2}\left[ f\left( {{x}_{1}} \right)+f\left( {{x}_{2}} \right) \right]$必有一实根属于$\left( {{x}_{1}},{{x}_{2}} \right)$。


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