本题导读
本题考查二次函数的图像与最值,涉及求参数与数学归纳法证明不等式。
📌【题干】
Question
(2004年辽宁卷) 已知函数 的最大值不大于 ,又当 时, .
(1) 求 的值;
(2) 设 , ,.证明: .
🔍【思路分析】
破题导航
- 第(1)问求 :
- 开口向下,最大值为 。由 得 。
- 时 恒成立,二次函数开口向下,只需两端点处函数值都 ,代入 、 列不等式组。
- 取交集确定唯一的 。
- 第(2)问数学归纳法:将 代入得 ,,在 上递增。
- 奠基: 时 ;
- 递推:假设 ,利用单调性得 ,再证 。
✅【答案】
Success
(1)
(2) 证明见解析
✍【详细解析】
Abstract
(1) 求 的值 已知 ,开口向下。由顶点坐标公式,最大值为: 由”最大值不大于 ”:
第二个条件:当 时恒有 。二次函数在该区间上开口向下,故只需两端点处的函数值都 : 代入:
- 第一式: 两边乘 32: (式4)
- 第二式: 两边乘 8: (式5)
联立(式2)(式4)(式5)取交集: 故 。
(2) 证明: 由 ,递推函数为: 求导判断单调区间: 令 ,故 在 上单调递增。
用数学归纳法证明 :
奠基步:当 时,由已知 ,而 ,故 成立。
递推步:假设 时成立:
先证数列各项为正:由 ,且当 时 ,由递推 知 恒成立。
结合(式9): 当 时 ;当 时,虽 ,但在 内 的最大值在 处取得,为 。 因 在 上单调递增,且 ,故:
代入(式7):
下面证: 作差: 前两项通分: 代回并通分: 分子展开: 故:
因 ,有 ,故:
联立(式11)与(式19): 即 时命题也成立。
由数学归纳法原理, 对 恒成立。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:二次函数恒成立问题中的端点效应;数学归纳法的应用;利用导数确定单调区间并作函数值放缩。
- 核心方法:数学归纳法、导数单调性法、作差法。
- 避坑指南:
- 第(2)问写 时须交代单调性的适用区间:二次函数在顶点 之后转为递减,若不加说明直接写不等号属于逻辑漏洞。应说明”当 时 落在单调增区间内; 时单独验算”,或直接用作差法:,避开单调性讨论。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源: 本题考查含参二次函数在区间上的最值问题。
- 结论推广: 二次函数 的最值由对称轴与开口方向决定;讨论含参二次函数在给定区间上的最值时,需按对称轴与区间的位置关系分类。
🔗【关联脉络】
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