题目内容

已知函数f(x)=|x|(a-x),a∈R.
(1)若函数f(x)在x∈[0,2]上是单调函数,求实数a的取值范围.
(2)对于确定的正数b,不等式|x|(a-x)≤b,对x∈[-1,2]恒成立,求实数a的取值范围.
考点:函数恒成立问题
专题:函数的性质及应用
分析:(1)当x∈[0,2]时,该函数化为y=-x2+ax,结合其图象可知,只要对称轴在区间[0,2]的外侧即可;
(2)先将不等式化成a≤x+
b
|x|
,再分x∈[-1,0]和[0,2]两种情况求出y=x+
b
|x|
的最小值,综合得到整个定义域上的最小值,只需a小于或等于其最小值即可.
解答: 解:(1)由题意原函数化为f(x)=-x2+ax,该函数图象开口向下,对称轴为x=
a
2

故其在(-∞,
a
2
)递增,在[
a
2
,+∞
)上递减,所以要使函数在x∈[0,2]上是单调函数,
只需
a
2
≤0或
a
2
≥2
,解得a≤0或a≥4,
即a的范围是a≤0或a≥4.
(2)由题意①x=0时,b≥0显然成立,此时a∈R,
②当x≠0时,原式可化为:a≤x+
b
|x|
,x∈[-1,2]恒成立,
若x∈[-1,0),则a≤x-
b
x
,函数y=x-
b
x
在[-1,0)上是增函数,所以只需a≤(x-
b
x
min=-1+b;
若x∈(0,2],则a≤x+
b
x
,函数y=x+
b
x
在(0,
b
)递减,在[
b
,+∞)上递增,
因此若
b
≥2
,即b≥4时,y=x+
b
x
在(0,2]递减,所以a≤(x+
b
x
min=2+
b
2

b
<2
,即0<b<4时,y=x+
b
x
在(0,
b
]上递减,在(
b
,2
]上递增,此时a≤(x+
b
x
)min
=2
b

综合①②可知当b≥4时,y=x+
b
|x|
在[-1,2]的最小值为b-1,所以此时a≤b-1;
当0<b<4时,b-1-2
b
=(
b
-1
2-2<0恒成立,所以此时函数y=x+
b
|x|
在[-1,2]的最小值也是b-1,故a≤b-1;
因此a≤b-1即为所求.
点评:本题难度较大,先将不等式合理转化为a≤x+
b
|x|
,x∈[-1,2]恒成立,是解题的关键;再就是准确理解在整个区间上求出函数在x∈[-1,2]上的最小值,先分段来求,最后综合比较,小中取小.
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