已知函数f(x)=2x.(1)求函数F(x)=f(x)+af(2x),x∈(-∞,0]的最大值;(2)若存在x∈(-∞,0

2025-06-21 13:37:07
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回答1:

(1)F(x)=2x+a?22x,x∈(-∞,0].
令2x=t,因x∈(-∞,0],故t∈(0,1].
2x+a?22x=at2+t(0<t≤1).(2分)
当a=0时,F(x)max=1.(3分)
当a≠0时,令g(t)=at2+t=a(t+

1
2a
)2?
1
4a
(0<t≤1).
若a>0,t=1时g(t)取最大值,g(1)=a+1.(4分)
?
1
2
<a<0
,t=1时g(t)取最大值,g(1)=a+1.(5分)
a≤?
1
2
t=?
1
2a
时g(t)取最大值,g(?
1
2a
)=?
1
4a
.(6分)
综上,F(x)max
1+a,a>?
1
2
?
1
4a
,a≤?
1
2
.
(7分)
(2)令2x=t,则存在t∈(0,1)使得t2-at>1,
即存在t∈(0,1)使得a<t?
1
t
,∴a<0.a的取值范围是(-∞,0).(9分)
(3)因f(x)=2x是单调增函数,故由f(x+1)≤f[(2x+a)2]得x+1≤(2x+a)2
问题转化为x+1≤(2x+a)2对x∈[0,3]恒成立,(10分)
即4x2+(4a-1)x+a2-1≥0,令h(x)=4x2+(4a-1)x+a2-1,
1?4a
8
<0
,必需且只需h(0)≥0,此时得a≥1;(12分)
1?4a
8
>3
,必需且只需h(3)≥0,此时得a≤-8;(14分)
0≤
1?4a
8
≤3
,必需且只需△=(4a-1)2-16(a2-1)≤0,此时无解.
综上得a的取值范围是{a|a≤-8或a≥1}.(16分)