题目

题型：解答题难度：一般来源：惠州三模

已知二次函数f（x）=ax²+bx+c，满足f（0）=f（1）=0，且f（x）的最小值是-

1

4

．
（1）求f（x）的解析式；
（2）设直线l：y=t²-t（其中0＜t＜

1

2

，t为常数），若直线l与f（x）的图象以及y轴所围成封闭图形的面积是S₁（t），直线l与f（x）的图象所围成封闭图形的面积是S₂（t），设g(t)=S1(t)+

1

2

S2(t)，当g（t）取最小值时，求t的值．
（3）已知m≥0，n≥0，求证：

1

2

(m+n)2+

1

4

(m+n)≥m

n

+n

m

．

答案

（1）由二次函数图象的对称性，可设f(x)=a(x-

1

2

)2-

1

4

，又f（0）=0∴a=1
故f（x）=x²-x．
（2）据题意，直线l与f（x）的图象的交点坐标为（t，t²-t），由定积分的几何意义知g(t)=S1(t)+

1

2

S2(t)=-

∫

t0

[(t2-t)-(x2-x)]dx-

∫

1 2 t

[(x2-x)-(t2-t)]dx
=

∫

t0

[(x2-x)-(t2-t)]dx+

∫

1 2 t

[(t2-t)-(x2-x)]dx
=[(

x3

3

-

x2

2

)-(t2-t)x]

|

t0

+[(t2-t)x-(

x3

3

-

x2

2

)]

|

1 2 t

=-

4

3

t3+

3

2

t2-

1

2

t+

1

12

．
而g′(t)=-4t2+3t-

1

2

=-

1

2

(8t2-6t+1)=-

1

2

(4t-1)(2t-1)
令g′(t)=0⇒t=

1

4

，或t=

1

2

（不合题意，舍去）
当t∈(0，

1

4

)，g′(t)＜0，g（t）递减，t∈[

1

4

，

1

2

)，g"（t）≥0，g（t）递增，
故当t=

1

4

时，g（t）有最小值．
（3）∵f（x）的最小值为-

1

4

∴m-

m

≥-

1

4

①n-

n

≥-

1

4

②
①+②得：m+n+

1

2

≥

m

+

n

③
又

1

2

(m+n)2+

1

4

(m+n)=

1

2

(m+n)(m+n+

1

2

)
由均值不等式和③知：

1

2

(m+n)≥

mn

；m+n+

1

2

≥

m

+

n

故

1

2

(m+n)2+

1

4

(m+n)=

1

2

(m+n)(m+n+

1

2

)
≥

mn

(

m

+

n

)=m

n

+n

m

．