解题思路:(1)m即正方形的周长,l由3段14圆弧构成,其中2段弧所在圆的半径等于1,1段弧所在圆的半径等于2,从而求得l的值.(2)用分段函数表示函数f(x)的解析式,由此求出递增区间和递减区间,及函数的零点.(3)易知直线y=ax恒过原点,函数y=f(x),x∈[-8,8]的图象关于y轴对称,分类讨论直线y=ax在每一段上与y=f(x)的交点的个数,综合可得结论.
(1)m即正方形的周长,∴m=4,…(2分)
l由3段[1/4]圆弧构成,其中2段弧所在圆的半径等于1,1段弧所在圆的半径等于
2,
故l=2[[1/4]×2π×1]+[1/4]×2π×
2=(1+
2
2)π.…(4分)
(2)函数f(x)=
2−(x−4k+2)2 , 4k−2≤x≤4k−1
1−(x−4k+1)2, 4k−1≤x≤4k
1−(x−4k−1)2, 4k≤x≤4k+1
2−(x−4k−2)2, 4k+1≤x≤4k+2,k∈z.…(7分)
函数性质 结论
奇偶性 偶函数
单调性 递增区间 [4k,4k+2],k∈z
递减区间 [4k-2,4k],k∈z
零点 x=4k,k∈z…(10分)
(3)f(x)=a|x|在区间[-8,8]删的根的个数即为函数f(x)的图象和直线y=a|x|的交点个数,
(i)易知直线y=ax恒过原点;
当直线y=ax过点(1,1)时,a=1,此时点(2,0)到直线y=x的距离为
2,
直线y=x与曲线 y=
2−(x−2)2,x∈[1,3]相切.
当x≥3时,y=x恒在曲线y=f(x)之上.
(ii)当直线y=ax与曲线 y=
2−(x−6)2,x∈[5,7]相切时,由点(6,0)到直线y=ax
的距离为
2,a=
1
17,此时点(5,0)到直线 y=
1
17x的距离为
5
18,
直线y=
1
17x与曲线y=
1−(x−5)2,x∈[4,5]相离.
(iii)当直线y=ax与曲线 y=
1−(x−5)2,x∈[4,5]相切时,由点(5,0)到直线 y=ax
的距离为1,a=
1
24=
6
12,此时点(6,0)到直线y=
1
24x的距离为
6
25<
2,
直线y=
1
24x与曲线 y=
2−(x−6)2,x∈[5,7]相交于两个点.
(ⅳ)当直线y=ax过点(5,1)时,a=[1/5],此时点(5,0)到直线y=[1/5]x的距离为
5
26<1,直线y=[1/5]x与曲线 y=
1−(x−5)2,x∈[4,5]相交于两个点.
点(6,0)到直线y=[1/5]x的距离为
6
26<
2,直线y=[1/5]x与曲线y=
2−(x−6)2,x∈[5,7]相交于两个点.
(ⅴ)当a=0时,直线y=0与曲线y=f(x),x∈[-8,8]有且只有5个交点;
(ⅵ)当a<0时,直线y=ax与曲线y=f(x),x∈[-8,8]有且只有1个交点;
因为函数y=f(x),x∈[-8,8]的图象关于y轴对称,…(14分)
故综上可知:(1)当a<0时,方程 f(x)=a|x|只有1实数根;
(2)当a>
17
17时,方程f(x)=a|x|有3个实数根;
(3)当a=
17
17,或a=0时,方程f(x)=a|x|有5个实数根;
(4)当 0<a<[1/5]或
6
12<a<
17
17时,方程f(x)=a|x|有7个实数根;
(5)当a=
6
12时,方程f(x)=a|x|有9个实数根;
(6)当a=[1/5],方程f(x)=a|x|有2个实数根;
(7)当[1/5]<a<
6
12时,方程f(x)=a|x|有11个实数根.…(18分)
点评:
本题考点: 分段函数的应用;进行简单的合情推理.
考点点评: 本题主要考查分段函数的应用,体现了分类讨论的数学思想,属于中档题.