问题 解答题
已知函数f(x)=a|x|+
2
ax
(x∈
R,a>1),
(1)求函数f(x)的值域;
(2)记函数g(x)=f(-x),x∈[-2,+∞],若g(x)的最小值与a无关,求a的取值范围;
(3)若m>2
2
,直接写出(不需给出演算步骤)关于x的方程f(x)=m的解集.
答案

(1)①x≥0时,∵ax≥1,f(x)=a|x|+

2
ax
=ax+
2
ax
≥2
2

当且仅当ax=

2
ax
,即ax=
2
>1
时等号成立;

②x<0,∵a>1,∴0<ax<1,∴f(x)=

3
ax
>3,

由①②知函数f(x)的值域为[2

2
,+∞).

(2)g(x)=f(-x)=a|x|+2ax,x∈[-2,+∞),

①x≥0,∵a>1,∴ax≥1,g(x)=3ax,∴g(x)≥3,

②-2≤x<0时,∵a>1,

1
a2
ax<1,g(x)=a-x+2ax

令t=ax,则g(x)=2t+

1
t
,记h(t)=2t+
1
t
.
(
1
a2
≤t<1)
h(t)=2t+
1
t
≥2
2
,当且仅当2t=
1
t
t=
2
2
时等号成立,

(i)

1
a2
2
2
,即a≥
42
时,结合①知g(x)min=2
2
与a无关;

(ii)

1
a2
2
2
,即1<a<
42
时,h′(t)=2-
1
t2
≥2-a4>0
,∴h(t)在[
1
a2
,1)
上是增函数,g(x)min=h(t)min=h(
1
a2
)=a2+
2
a2
<3

结合①知g(x)min=a2+

2
a2
与a有关;

综上,若g(x)的最小值与a无关,则实数a的取值范围是a≥

42

(3)①2

2
<m≤3时,关于x的方程f(x)=m的解集为{x|x=loga
m2-8
2
}

②m>3时,关于x的方程f(x)=m的解集为{x|x=loga

m+
m2-8
2
x=loga
3
m
}

选择题
问答题