题目内容
【题目】已知函数
,
.
(1)若函数
在
上是增函数,求实数
的取值范围;
(2)若存在实数
使得关于
的方程
有三个不相等的实数根,求实数
的取值范围.
【答案】(1)
;(2)
.
【解析】
试题(1)把函数化简为
,这个分段函数是由两个二次函数构成,右边是开口向上的抛物线的一部分,对称轴是
,左边是开口向下的抛物线的一部分,对称轴是
,为了使函数为增函数,因此有
;(2)方程
有三个不相等的实数根,就是函数
的图象与直线
有三个不同的交点,为此研究函数
的单调性,由(1)知当
时,
在
上单调递增,不合题意,当
时,
,
在
上单调增,在
上单调减,在
上单调增,关于
的方程
有三个不相等的实数根的条件是
, 由此有
,因为
,则有
,由于题中是存在
,故只要
大于1且小于
的最大值;当
时同理讨论即可.
试题解析:(1)
,
当
时,
的对称轴为:
;
当
时,
的对称轴为:
;
∴当
时,
在R上是增函数,
即
时,函数
在
上是增函数;
(2)方程
的解即为方程
的解.
①当
时,函数
在
上是增函数,
∴关于
的方程
不可能有三个不相等的实数根;
②当
时,即
,
∴
在
上单调增,在
上单调减,在
上单调增,
∴当
时,关于
的方程
有三个不相等的实数根;即
,
∵
∴
.
设
,
∵存在
使得关于
的方程
有三个不相等的实数根,
∴
,
又可证
在
上单调增
∴
∴
;
③当
时,即
,∴
在
上单调增,在
上单调减,在
上单调增,
∴当
时,关于
的方程
有三个不相等的实数根;
即
,∵
∴
,设![]()
∵存在
使得关于
的方程
有三个不相等的实数根,
∴
,又可证
在
上单调减∴![]()
∴
;
综上:
.
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