问题 解答题
已知二次函数f(x)=ax2+|a-1|x+a.
(1)函数f(x)在(-∞,-1)上单调递增,求实数a的取值范围;
(2)关于x不等式
f(x)
x
≥2在x∈[1,2]上恒成立,求实数a的取值范围;
(3)函数g(x)=f(x)+
1-(a-1)x2
x
在(2,3)上是增函数,求实数a的取值范围.
答案

显然a≠0(1)若a>0,f(x)的增区间为-

|a-1|
2a
,+∞),而函数f(x)在(-∞,-1)上单调递增,不符合题意;

若a<0,则f(x)=ax2+(1-a)x+a,其增区间为(-∞,-

1-a
2a
).

又f(x)在(-∞,-1)上单调递增,所以有-

1-a
2a
≥-1,解得a
1
3

故a<0,所以实数a的取值范围为:a<0.

(2)

f(x)
x
≥2即ax+
a
x
+|a-1|≥2,令g(x)=ax+
a
x
+|a-1|,

f(x)
x
≥2在x∈[1,2]上恒成立,等价于gmin(x)≥2,

g′(x)=a-

a
x2
=
a(x+1)(x-1)
x2

①当a>0时,x∈[1,2],g′(x)≥0,g(x)在[1,2]上递增,

gmin(x)=g(1)=2a+|a-1|≥2,解得a≥1;

②当a<0时,g′(x)≤0,此时g(x)在[1,2]上递减,

gmin(x)=g(2)=2a+

a
2
+|a-1|=
3
2
a+1≥2,解得a
2
3
,(舍)

综上,实数a的取值范围为a≥1.

(3)g(x)=ax2+

1
x
+a在(2,3)上是增函数,

设2<x1<x2<3,则g(x1)<g(x2),

ax12+

1
x1
+a<ax22+
1
x2
+a,a(x1+x2)(x1-x2)<
x1-x2
x1x2

因为2<x1<x2<3,所以a>

1
x1x2(x1+x2)

1
x1x2(x1+x2)
∈(
1
54
1
16
),

所以a

1
16

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