(2012•浦东新区一模)如图所示,在平面直角坐标系xOy上放置一个边长为1的正方形PABC,此正方形PABC沿x轴滚动

1个回答

  • 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.