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数学
题目

已知f(x)是二次函数且f(0)=0,f(x+1)=f(x)+x+1,求f(x).

已知f(x)是二次函数且f(0)=0,f(x+1)=f(x)+x+1,求f(x).

题目解答

答案

解:设二次函数f(x)=ax2+bx+c
∵f(0)=a×0+b×0+c=0,∴c=0
∴f(x)=ax2+bx,
又∵f(x+1)=f(x)+x+1,
∴a(x+1)2+b(x+1)=ax2+bx+x+1
∴ax2+2ax+a+bx+b=ax2+bx+x+1
∴2ax+(a+b)=x+1
∴$\left\{\begin{array}{l}{2a=1}\\{a+b=1}\end{array}\right.$,解得$a=\frac{1}{2},b=\frac{1}{2}$
∴f(x)=$\frac{1}{2}{x}^{2}+\frac{1}{2}x$
故答案为f(x)=$\frac{1}{2}{x}^{2}+\frac{1}{2}x$

解析

考查要点:本题主要考查二次函数的表达式求解,涉及函数值的代入、多项式恒等式的应用,以及方程组的解法。

解题核心思路:

  1. 设定二次函数的一般形式,利用已知条件确定常数项;
  2. 代入递推关系式,展开并整理多项式;
  3. 比较系数,建立方程组求解未知系数。

破题关键点:

  • 利用f(0)=0直接确定常数项c的值,简化函数表达式;
  • 将f(x+1)展开并与f(x)+x+1对比,通过多项式恒等条件得到关于a、b的方程组。

设二次函数$f(x)=ax^{2}+bx+c$,根据已知条件逐步求解:

  1. 确定常数项c
    由$f(0)=0$得:
    $a \cdot 0^{2} + b \cdot 0 + c = 0 \implies c = 0$
    因此,函数简化为$f(x)=ax^{2}+bx$。

  2. 代入递推关系式
    根据$f(x+1)=f(x)+x+1$,展开左边:
    $f(x+1)=a(x+1)^{2}+b(x+1)=ax^{2}+2ax+a+bx+b$
    右边为:
    $f(x)+x+1=ax^{2}+bx+x+1=ax^{2}+(b+1)x+1$

  3. 比较系数
    将左右两边的多项式对应项系数相等:

    • 二次项:两边均为$ax^{2}$,系数已匹配。
    • 一次项:左边为$2a + b$,右边为$b + 1$,得方程:
      $2a = 1$
    • 常数项:左边为$a + b$,右边为$1$,得方程:
      $a + b = 1$
  4. 解方程组
    联立方程$\begin{cases} 2a = 1 \\ a + b = 1 \end{cases}$,解得:
    $a = \frac{1}{2}, \quad b = \frac{1}{2}$

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