问题 解答题
以下给出的是用条件语句编写的程序,根据该程序回答
READx
IFx<aTHENy=-x2+ax+b
ELSEy=x2-ax+b
ENDIF
PRINTy
END
(Ⅰ)求证:输入x的值互为相反数则输出的y值也互为相反数的充要条件是a2+b2=0;
(Ⅱ)设常数b<2
2
-3
,若在[0,1]随机输入x,则输出的y值为负,求实数a的取值范围.
答案

(I)充分性:若a2+b2=0时,即a=b=0,所以f(x)=x|x|.∵f(-x)=-x|-x|=-x|x|=-f(x),对一切x∈R恒成立,∴f(x)是奇函数;

必要性:若f(x)是奇函数,则对一切x∈R,f(-x)=-f(x)恒成立,即-x|-x-a|+b=-x|x-a|-b.

令x=0,得b=-b,所以b=0.

再令x=a,得2a|a|=0,∴a=0,即a2+b2=0.

(II)∵b<2

2
-3<0,∴当x=0时,a取任意实数不等式恒成立,

故考虑x∈(0,1]时,原不等式变为|x-a|<-

b
x
,即x+
b
x
<a<x-
b
x
.∴只需对x∈(0,1],满足
a>(x+
b
x
)max,(1)
a<(x-
b
x
)min.(2)

对(1)式,由b<0时,在(0,1]上,f(x)=x+

b
x
为增函数,∴(x+
b
x
)max=f(1)=1+b
.∴a>1+b.(3)

对(2)式,当-1≤b<0时,在(0,1]上,x-

b
x
=x+
-b
x
≥2
-b

x=

-b
时,x-
b
x
=2
-b
,∴(x-
b
x
)min=2
6
.∴a<2
-b
.(4)

由(3)、(4),要使a存在,必须有

1+b<2
-b
-1≤b<0.
即-1≤b<-3+2
2

∴当-1≤b<-3+2

2
时,1+b<a<2
-b

b<-1时,在(0,1]上,f(x)=x-

b
x
为减函数,(证明略)
∴(x-
b
x
)min=f(1)=1-b.
∴当b<-1时,1+b<a<1-b.

综上所述,当-1≤b<2

2
-3时,a的取值范围是(1+b,2
-b
)

当b<-1时,a的取值范围是(1+b,1-b).

计算题
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