题目内容
已知函数f(x)=x|x-a|+2x,若存在a∈[-3,3],使得关于x的方程f(x)=tf(a)有三个不相等的实数根,则实数t的取值范围是 .
考点:根的存在性及根的个数判断
专题:函数的性质及应用
分析:当-2≤a≤2时,f(x)在R上是增函数,则关于x的方程f(x)=tf(a)不可能有三个不等的实数根;当a∈(2,3]时和当a∈[-3,-2)时,等价转化f(x)的表达式,利用函数的单调性能得到实数t的取值范围.
解答:
解:当-2≤a≤2时,f(x)在R上是增函数,
则关于x的方程f(x)=tf(a)不可能有三个不等的实数根,
则当a∈(2,3]时,由f(x)=
,
得x≥a时,f(x)=x2+(2-a)x,对称轴x=
<a,
则f(x)在x∈[a,+∞)为增函数,此时f(x)的值域为[f(a),+∞)=[2a,+∞),
x<a时,f(x)=-x2+(2+a)x,对称轴x=
<a,
则f(x)在x∈(-∞,
]为增函数,此时f(x)的值域(-∞,
].
f(x)在x∈[
,a)上为减函数,此时f(x)的值域为(2a,
];
f(x)在[
,a)为减函数,此时f(x)的值域为(2a,
];
由存在a∈(2,3],方程f(x)=tf(a)=2ta有三个不相等的实根,
则2ta∈(2a,
),
即存在a∈(2,3],使得t∈(1,
)即可.
令g(a)=
=
(a+
+4),
由题意,只需t<g(a)max即可,而g(a)在a∈(2,3]上是增函数,
所以g(a)max=g(3)=
;故实数t的取值范围是(1,
),
同理可求当a∈[-3,-2)时,t的取值范围是(1,
).
综上可知,实数t的取值范围是(1,
).
故答案为(1,
)
则关于x的方程f(x)=tf(a)不可能有三个不等的实数根,
则当a∈(2,3]时,由f(x)=
|
得x≥a时,f(x)=x2+(2-a)x,对称轴x=
| a-2 |
| 2 |
则f(x)在x∈[a,+∞)为增函数,此时f(x)的值域为[f(a),+∞)=[2a,+∞),
x<a时,f(x)=-x2+(2+a)x,对称轴x=
| a+2 |
| 2 |
则f(x)在x∈(-∞,
| a+2 |
| 2 |
| (a+2)2 |
| 4 |
f(x)在x∈[
| a+2 |
| 2 |
| (a+2)2 |
| 4 |
f(x)在[
| a+2 |
| 2 |
| (a+2)2 |
| 4 |
由存在a∈(2,3],方程f(x)=tf(a)=2ta有三个不相等的实根,
则2ta∈(2a,
| (a+2)2 |
| 4 |
即存在a∈(2,3],使得t∈(1,
| (a+2)2 |
| 8a |
令g(a)=
| (a+2)2 |
| 8a |
| 1 |
| 8 |
| 4 |
| a |
由题意,只需t<g(a)max即可,而g(a)在a∈(2,3]上是增函数,
所以g(a)max=g(3)=
| 25 |
| 24 |
| 25 |
| 24 |
同理可求当a∈[-3,-2)时,t的取值范围是(1,
| 25 |
| 24 |
综上可知,实数t的取值范围是(1,
| 25 |
| 24 |
故答案为(1,
| 25 |
| 24 |
点评:本题考查函数恒成立问题的应用,考查运算求解能力,推理论证能力,考查转化与化归,分类讨论思想.综合性强,难度大,有一定的探索性,对能力要求较高.
练习册系列答案
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设关于x的函数f(x)=x2+ax-b,从集合A={x|0≤x≤3}中任取一个元素为a,从集合B={x|0≤x≤2}中任取一个元素为b,则使f(1)≥1的概率为( )
A、
| ||
B、
| ||
C、
| ||
D、
|
记max{x,y}=
,min{x,y}=
,设
,
为平面向量,则( )
|
|
| a |
| b |
A、max{|
| ||||||||||||
B、max{|
| ||||||||||||
C、min{|
| ||||||||||||
D、min{|
|