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已知函數f(x)=loga(-x2+ax+3)(a>0,且a≠1).
(Ⅰ)當x∈[0,2]時,函數f(x)恒有意義,求實數a的取值范圍;
(Ⅱ)是否存在這樣的實數a,使得函數f(x)在[1,2]上的最大值是2?若存在,求出a的值;若不存在,請說明理由.
分析:(Ⅰ)由f(x)=loga(-x2+ax+3)(a>0,且a≠1),當x∈[0,2]時,函數f(x)恒有意義,知g(x)=-x2+ax+3在[0,2]上恒大于零,由此能求出實數a的取值范圍.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,a
1
2
,且a≠1.分別由
1
2
<a<1
,1<a≤2,2<a≤4,a>4四種情況進行討論,能夠推導出存在這樣的實數a,使得函數f(x)在[1,2]上的最大值是2,并能求出a的值.
解答:解:(Ⅰ)∵f(x)=loga(-x2+ax+3)(a>0,且a≠1),當x∈[0,2]時,函數f(x)恒有意義,
∴g(x)=-x2+ax+3在[0,2]上恒大于零,
∵a>0,∴g(x)的對稱軸x=
a
2
>0
,
①當0<
a
2
≤1時,g(x)在[0,2]上的最小值為g(2)=2a-1>0,
1
2
<a≤2
,且a≠1;
②當
a
2
>1
時,g(x)在[0,2]上的最小值為g(0)=3>0,成立.
綜上所述,實數a的取值范圍是{a|a
1
2
,且a≠1}.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,a
1
2
,且a≠1.
①當
1
2
<a<1
時,f(x)在[1,2]上是增函數,
f(x)max=f(2)=loga(-4+2a+3)=2,解得a=1,不成立;
②當1<a≤2時,f(x)在[1,2]上是減函數,
f(x)max=f(1)=loga(-1+a+3)=2,解得a=-1不成立,或a=2,成立;
③當2<a≤4時,f(x)在[1,2]上f(x)max=f(a)=loga(-a2+a2+3)=2,解得a=
3
,成立;
④當a>4時,f(x)在[1,2]上是增函數,
f(x)max=f(2)=loga(-4+2a+3)=2,解得a=1,不成立.
綜上,a=
3
,或a=2.
點評:本題考查復合函數中參數的取值范圍的求法,探索是否存在這樣的實數a,使得函數f(x)在[1,2]上的最大值是2.綜合性強,難度大,對數學思維的要求較高.解題時要認真審題,注意等價轉化思想和分類討論思想的合理運用.
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1
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