题目内容

【题目】设函数f(x)=|ax-x2|+2b(a,b∈R).

(1)当b=0时,若不等式f(x)≤2x在x∈[0,2]上恒成立,求实数a的取值范围;

(2)已知a为常数,且函数f(x)在区间[0,2]上存在零点,求实数b的取值范围.

【答案】(1)[0,2];(2)见解析

【解析】试题分析:(1)不等式恒成立问题,一般利用变量分离转化为对应函数最值问题:恒成立,即,即得实数a的取值范围;(2)先分离转化为对应函数交点问题:x|a-x|=-2b,根据a与[0,2]位置关系分类讨论,确定函数y=x|a-x|图像,再根据函数最大值与对称轴位置关系进行二级讨论,最终确定b的取值范围.

试题解析:(1)当b=0时,若不等式x|a-x|≤2x在x∈[0,2]上恒成立;

当x=0时,不等式恒成立,则a∈R;

当0<x≤2,则|a-x|≤2在(0,2]上恒成立,即-2≤x-a≤2在(0,2]上恒成立,

因为y=x-a在(0,2]上单调增,ymax=2-a,ymin>-a,则,解得:0≤a≤2;

则实数a的取值范围为[0,2];

(2)函数f(x)在[0,2]上存在零点,即方程x|a-x|=-2b在[0,2]上有解;

设h(x)=

当a≤0时,则h(x)=x2-ax,x∈[0,2],且h(x)在[0,2]上单调递增,所以h(x)min=h(0)=0,h(x)max=h(2)=4-2a,则当0≤-2b≤4-2a时,原方程有解,则a-2≤b≤0;

当a>0时,h(x)=,h(x)在上单调增,在上单调减,在[a,+∞)上单调增;

①当≥2,即a≥4时,h(x)max=h(2)=2a-4,h(x)min=h(0)=0,

则当0≤-2b≤2a-4时,原方程有解,则2-a≤b≤0;

②当<2≤a,即2≤a<4时,h(x)max=h=,h(x)min=h(0)=0,则当0≤-2b≤时,原方程有解,则-≤b≤0;

③当0<a<2时,h(x)max=max=max,h(x)min=h(0)=0,

当≥4-2a,即-4+4≤a<2时,h(x)max=,则当0≤-2b≤时,原方程有解,则-≤b≤0;

当<4-2a,即0<a<-4+4时,h(x)max=4-2a,则当0≤-2b≤4-2a时,原方程有解,则a-2≤b≤0;

综上,当a<-4+4时,实数b的取值范围为[a-2,0];

当-4+4≤a<4时,实数b的取值范围为;

当a≥4时,实数b的取值范围为.

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