问题
解答题
已知函数f(x)=a|x|+
(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
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答案
(1)①x≥0时,∵ax≥1,f(x)=a|x|+
=ax+2 ax
≥22 ax
,2
当且仅当ax=
,即ax=2 ax
>1时等号成立;2
②x<0,∵a>1,∴0<ax<1,∴f(x)=
>3,3 ax
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,
≤ax<1,g(x)=a-x+2ax,1 a2
令t=ax,则g(x)=2t+
,记h(t)=2t+1 t
.(1 t
≤t<1),h(t)=2t+1 a2
≥21 t
,当且仅当2t=2
,t=1 t
时等号成立,2 2
(i)
≤1 a2
,即a≥2 2
时,结合①知g(x)min=24 2
与a无关;2
(ii)
>1 a2
,即1<a<2 2
时,h′(t)=2-4 2
≥2-a4>0,∴h(t)在[1 t2
,1)上是增函数,g(x)min=h(t)min=h(1 a2
)=a2+1 a2
<3,2 a2
结合①知g(x)min=a2+
与a有关;2 a2
综上,若g(x)的最小值与a无关,则实数a的取值范围是a≥
.4 2
(3)①2
<m≤3时,关于x的方程f(x)=m的解集为{x|x=loga2
};m± m2-8 2
②m>3时,关于x的方程f(x)=m的解集为{x|x=loga
或x=logam+ m2-8 2
}.3 m