已知$a>0$,则$x_0$满足关于$x$的方程$ax=b$的充要条件是( )
A.$\exists x\in\mathcal{R}$,$\dfrac 12ax^2-bx\geqslant \dfrac 12ax_0^2-bx_0$
B.$\exists x\in\mathcal{R}$,$\dfrac 12ax^2-bx\leqslant \dfrac 12ax_0^2-bx_0$
C.$\forall x\in\mathcal{R}$,$\dfrac 12ax^2-bx\geqslant \dfrac 12ax_0^2-bx_0$
D.$\forall x\in\mathcal{R}$,$\dfrac 12ax^2-bx\leqslant \dfrac 12ax_0^2-bx_0$
正确答案是 C.
解 题意即下面哪个选项等价于$x_0=\dfrac ba$.
四个选项都是全称命题或存在性命题,如何透过抽象的数学符号看清选项的本质是解决本题的关键.四个命题都是在处理函数$f(x)=\dfrac 12ax^2-bx$,这个函数的图象是一个开口向上的抛物线,当$x=\dfrac ba$时,函数取到最小值,所以如果$f(x)\geqslant f(x_0)$恒成立,则$x_0=\dfrac ba$,从而选项C正确.
全称命题或存在性命题可以表达与函数的最值相关的问题,遇到这类问题,抓住逻辑语言下要表达的问题的本质,对问题进行正确的转化是解题的关键.下面给出一道练习:
已知$f(x)=x^2-2x$,$g(x)=mx+2$,若$\forall x_1,x_2\in [0,2]$,有$f(x_1)\leqslant g(x_2)$,求$m$的取值范围.
答案 $m\geqslant -1$.
提示 题意即$f(x)$在$[0,2]$上的最大值小于等于$g(x)$在$[0,2]$上的最小值.