已知函数f(x)=ax2-|x|+2a-1(a为实常数).

1个回答

  • 解题思路:(Ⅰ)当a=1时,利用分段函数作函数f(x)的图象并写出单调区间;

    (Ⅱ)当a≥0时,根据二次函数的图象和性质即可求g(a)的表达式;

    (Ⅲ)利用函数单调性的定义即可得到结论.

    (I)当a=1时,f(x)=x2-|x|+1=

    x2+x+1,x<0

    x2−x+1,x≥0,

    作图如下

    单调减区间:(-∞,−

    1

    2],[0,[1/2]],单调增区间:[-[1/2],0],[[1/2],+∞),

    (II)当x∈[1,2]时,f(x)=ax2-x+2a-1.

    若a=0,则f(x)=-x-1在区间[1,2]上是减函数,g(a)=f(2)=-3.

    若a>0,则f(x)=a(x-[1/2a])2+2a-[1/4a]-1,f(x)图象的对称轴是直线x=[1/2a].

    当0<[1/2a]<1,即a>[1/2]时,f(x)在区间[1,2]上是增函数,

    g(a)=f(1)=3a-2.

    当1≤[1/2a]≤2,即[1/4]≤a≤[1/2]时,g(a)=f(

    1

    2a)=2a-[1/4a]-1.

    当[1/2a]>2,即0<a<[1/4]时,f(x)在区间[1,2]上是减函数,

    g(a)=f(2)=6a-3.

    综上可得g(a)=

    6a−3,0≤a<

    1

    4

    2a−

    1

    4a−1,

    1

    4≤a≤

    1

    2

    3a−2,a>

    1

    2.

    (III)当x∈[1,2]时,h(x)=ax+[2a−1/x]-1,在区间[1,2]上任取x1、x2,且x1<x2

    则h(x2)-h(x1)=(ax2+

    2a−1

    x2−1)−(ax1+

    2a−1

    x1−1)=(x2-x1)(a−

    2a−1

    x1x2)

    =(x2-x1

    ax1x2−(2a−1)

    x1x2.…(11分)

    因为h(x)在区间[1,2]上是增函数,

    所以h(x2)-h(x1)>0.

    因为x2-x1>0,x1x2>0,所以ax1x2-(2a-1)>0,

    即ax1x2>2a-1.

    当a=0时,上面的不等式变为0>-1,即a=0时结论成立.

    当a>0时,x1x2>[2a−1/a],由1<x1x2<4,得[2a−1/a]≤1,解得0<a≤1.

    当a<0时,x1x2<[2a−1/a],由1<x1x2<4,得[2a−1/a]≥4,解得-[1/2]≤a<0.

    所以实数a的取值范围为[−

    1

    2,1].

    点评:

    本题考点: 函数图象的作法;函数单调性的判断与证明.

    考点点评: 本题主要考查函数单调性的判断和证明,综合考查函数的性质的应用.