题目内容

已知函数:f(x)=
x+1-a
a-x
(a∈R且x≠a)
(1)当a=1时,求f(x)值域;
(2)证明:f(a-x)+f(a+x)=-2;
(3)设函数g(x)=x2+|(x-a)f(x)|,求g(x)的最小值.
考点:函数的最值及其几何意义,函数的值域
专题:函数的性质及应用
分析:(1)将a=1代入函数的解析式求出函数的表达式,从而求出函数的值域;
(2)先根据已知得到f(2a-x),带入f(x)+2+f(2a-x)直接运算即可;
(3)分情况讨论x≥a-1和x<a-1两类情况,去掉绝对值,利用二次函数的性质,即可确定g(x)的最小值.
解答: 解:(1)a=1时,f(x)=
x
1-x
=-1-
1
x-1

∴f(x)的值域是:(-∞,-1)∪(-1,1)∪(1,+∞);
(2)证明:∵f(x)=
x+1-a
a-x

∴f(a-x)=
a-x+1-a
a-a+x
=
1-x
x
,f(a+x)=
a+x+1-a
a-a-x
=-
x+1
x

∴f(a-x)+f(a+x)=
1-x
x
-
1+x
x
=-2,
∴命题得证.
(3)g(x)=x2+|x+1-a|(x≠a)
①当x≥a-1且x≠a时,g(x)=x2+x+1-a=(x+
1
2
)
2
+
3
4
-a,
如果a-1≥-
1
2
即a≥
1
2
时,则函数在[a-1,a)和(a,+∞)上单调递增g(x)min=g(a-1)=(a-1)2
如果a-1<-
1
2
即a<
1
2
且a≠-
1
2
时,g(x)min=g(-
1
2
)=
3
4
-a,
当a=-
1
2
时,g(x)最小值不存在;
②当x≤a-1时g(x)=x2-x-1+a=(x-
1
2
)
2
+a-
5
4

如果a-1>
1
2
,即a>
3
2
时,g(x)min=g(
1
2
)=a-
5
4

如果a-1≤
1
2
,即a≤
3
2
时,g(x)min=g(a-1)=(a-1)2
当a>
3
2
时,(a-1)2-(a-
5
4
)=(a-
3
2
)
2
>0,
当a<
1
2
时,(a-1)2-(
3
4
-a)=(a-
1
2
)
2
>0,
综合得:当a<
1
2
且a≠-
1
2
时,g(x)最小值是
3
4
-a,
1
2
≤a≤
3
2
时,g(x)最小值是(a-1)2
 当a>
3
2
时,g(x)最小值为a-
5
4

当a=-
1
2
时,g(x)最小值不存在.
点评:本题考查绝对值函数的化简,利用二次函数性质求最值,以及分类讨论的数学思想,属于难题.
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