问题 解答题
设函数f(x)=(x-a)2,g(x)=x,x∈R,a为实常数.
(1)若a>0,设F(x)=
f(x)
g(x)
,x≠0,用函数单调性的定义证明:函数F(x)在区间[a,+∞)上是增函数;
(2)设关于x的方程f(x)=|g(x)|在R上恰好有三个不相等的实数解,求a的值所组成的集合.
答案

(1)F(x)=

x2-2ax+a2
x
=x+
a2
x
-2a,任取x1,x2∈[a,+∞),且x1<x2

F(x2)-F(x1)=x2-x1+a2(

1
x2
-
1
x1
)=(x2-x1)•
x1x2-a2
x1x2
,…(3分)

因为 a>0,x1≥a,x2≥a且x1<x2,∴x2-x1>0,x1x2>a2,…(4分)

所以F(x2)-F(x1)>0,所以函数F(x)在区间[a,+∞)上是增函数.…(6分)

(2)原方程为(x-a)2=|x|,

①当a=0时,原方程变为x2=|x|,有-1,0,1三个解;…(8分)

②当a<0时,函数y=(x-a)2与y=|x|的图象在x<0时有两个交点,所以原方程在x<0时有两个不相等的实数解,要使原方程在x>0时恰有一个解,当且仅当函数y=(x-a)2与y=|x|的图象在x>0时有且仅有一个公共点,即方程(x-a)2=x的判别式等于0,即(2a+1)2-4a2=0,解得a=-

1
4
;…(10分)

③同理,当a>0时,原方程在x>0时有两个不相等的实数解,要原方程在x<0时恰有一个解,当且仅当方程(x-a)2=-x的判别式等于0,即(2a-1)2-4a2=0,

解得a=

1
4
.…(12分)

综上,a的值所组成的集合为{-

1
4
,0,
1
4
}.…(14分)

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