题目内容

【题目】已知a,b是实数,函数f(x)=x|x﹣a|+b.
(1)当a=2时,求函数f(x)的单调区间;
(2)当a>0时,求函数f(x)在区间[1,2]上的最大值;
(3)若存在a∈[﹣3,0],使得函数f(x)在[﹣4,5]上恒有三个零点,求b的取值范围.

【答案】
(1)解:当a=2时,f(x)=x|x﹣2|+b=

由二次函数的单调性知,

f(x)在(﹣∞,1]上单调递增,在(1,2)上单调递减,在[2,+∞)上单调递增.


(2)解:设g(x)=x|x﹣a|= ,ρ

由于a>0且1≤x≤2,结合函数f(x)的图象可知,

若f(1)=f(2),

即g(1)=g(2),

则|1﹣a|=2|2﹣a|,

平方得1﹣2a+a2=16﹣16a+4a2

即3a2﹣14a+15=0,

得a=3或a=

当0<a≤ 时,g(2)≥g(1),此时g(2)最大,即f(2)最大,最大值为f(2)=2|2﹣a|+b=4﹣2a+b,

<x<3时,g(2)<g(1),此时g(1)最大,即f(1)最大,最大值为f( )=|1﹣a|+b=1﹣a+b,

若a≥3时,g(2)>g(1),此时g(2)最大,即f(2)最大,最大值为f(2)=2|2﹣a|+b=2a﹣4+b,


(3)解:若存在a∈[﹣3,0],使得函数f(x)在[﹣4,5]上恒有三个零点,

则存在a∈[﹣3,0],使得b=﹣x|x﹣a|有三个不同的实根;

令g(x)=﹣x|x﹣a|=

(ⅰ)当a=0时,g(x)在[﹣4,5]上单调递减,故b无解;

(ⅱ)当﹣3≤a<0时,g(x)在(﹣∞,a)上单调递减,在[a, ]上单调递增,在( ,+∞)上单调递减,

∵g(﹣4)=4|4+a|=16+4a,g(a)=0,g( )= ,g(5)=5a﹣25,

∴g(﹣4)﹣g( )= >0,g(a)﹣g(5)=25﹣5a>0,

∴0<b<

∴0<b<


【解析】(1)当a=2时,作出函数f(x)的表达式,利用数形结合即可求函数f(x)的单调区间;(2)当a>0时,先求出f(1)=f(2),然后利用数形结合即可函数f(x)在区间[1,2]上的最大值;(3)利用参数分离法将条件进行转化,利用数形结合即可求b的取值范围.

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