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二次函数DK性质解析
2025/08/14·StepFun can make mistakes, check important info.
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请做题并列出详细步骤
Reason
思考过程

首先,理解题目中的“DK”性质:函数 在区间 )上的最小值为 ,若 恒成立,则称 在该区间上具有“DK”性质。

(1)判断 上是否具有“DK”性质

步骤1:求函数在 上的最小值
函数 开口向上的二次函数(二次项系数 ),其对称轴为

  • 对称轴 在区间 左端点,因此函数在 单调递增(开口向上,对称轴左侧递减,右侧递增,此处对称轴是区间左端点,故整个区间单调递增)。
  • 单调递增区间的最小值在左端点 处取得,计算得:

因此,区间 上的最小值

步骤2:验证 是否成立
区间 ,需判断 是否成立。
由于 恒成立,因此函数 具有“DK”性质

(2)若 上具有“DK”性质,求 的取值范围

步骤1:分析二次函数的基本性质
函数 是开口向上的二次函数(),对称轴为

步骤2:求区间 上的最小值
区间长度为1,对称轴 的位置决定了最小值点(左端点、对称轴、右端点)。分三种情况讨论:

情况1:对称轴在区间左侧(

解不等式 ,得
此时,函数在 单调递增(开口向上,对称轴左侧递减,右侧递增,此处对称轴在区间左侧,故整个区间单调递增),最小值在左端点 处,即:

情况2:对称轴在区间内(

解不等式组:


  • 因此,
    此时,函数在 上的最小值在对称轴 处,即:

情况3:对称轴在区间右侧(

解不等式 ,得
此时,函数在 单调递减(开口向上,对称轴在区间右侧,故整个区间单调递减),最小值在右端点 处,即:

步骤3:根据“DK”性质 列不等式求解
区间 ,需满足 ,分情况讨论:

情况1:

不等式
结合前提 ,得

情况2:

不等式 ,整理得:

解二次不等式 ,求根得:

二次函数 开口向上,因此解集为
结合前提 外,无交集,故此情况无解

情况3:

不等式 ,化简得 ,显然不成立,故此情况无解

步骤4:合并所有解

仅情况1有解,即

最终答案

(1)函数 具有“DK”性质
(2) 的取值范围为

(1)判断函数 上是否具有“DK”性质

步骤1:分析函数单调性与最小值

函数 开口向上的二次函数(二次项系数 ),其对称轴为:

对称轴 是区间 左端点。由于二次函数开口向上,在对称轴左侧单调递减,右侧单调递增,因此函数在 单调递增

步骤2:计算区间 上的最小值

单调递增区间的最小值在左端点 处取得,代入计算:

因此,区间 上的最小值

步骤3:验证“DK”性质条件

区间 ,需验证
由于 恒成立,因此函数 具有“DK”性质

(2)求 上具有“DK”性质时 的取值范围

步骤1:分析二次函数的基本性质

函数 是开口向上的二次函数(),对称轴为:

步骤2:分情况讨论区间 上的最小值

区间长度为1,对称轴 的位置决定最小值点(左端点、对称轴、右端点),分三种情况:

情况1:对称轴在区间左侧(

解不等式 ,得
此时函数在 单调递增(开口向上,对称轴左侧递减,右侧递增,此处对称轴在区间左侧,故整个区间单调递增),最小值在左端点 处:

情况2:对称轴在区间内(

解不等式组:


  • 因此,
    此时函数在 上的最小值在对称轴 处:

情况3:对称轴在区间右侧(

解不等式 ,得
此时函数在 单调递减(开口向上,对称轴在区间右侧,故整个区间单调递减),最小值在右端点 处:

步骤3:根据“DK”性质 列不等式求解

区间 ,需满足 ,分情况讨论:

情况1:

不等式
结合前提 ,得

情况2:

不等式 整理为:

解二次不等式 ,求根得:

二次函数开口向上,解集为
结合前提 不在 内,故此情况无解

情况3:

不等式 化简得 ,显然不成立,故此情况无解

步骤4:合并所有解

仅情况1有解,即

最终答案

(1)函数 具有“DK”性质
(2) 的取值范围为