问题 解答题
已知函数f1(x)=e|x-2a+1|f2(x)=e|x-a|+1,x∈R
(1)若a=2,求f(x)=f1(x)+f2(x)在x∈[2,3]上的最小值;
(2)若x∈[a,+∞)时,f2(x)≥f1(x),求a的取值范围;
(3)求函数g(x)=
f1(x)+f2(x)
2
-
|f1(x)-f2(x)|
2
在x∈[1,6]上的最小值.
答案

(1)因为a=2,且x∈[2,3],所以f(x)=e|x-3|+e|x-2|+1=e3-x+ex-1=

e3
ex
+
ex
e
≥2
e3
ex
×
ex
e
=2e,

当且仅当x=2时取等号,所以f(x)在x∈[2,3]上的最小值为2e …4分

(2)由题意知,当x∈[a,+∞) 时,e|x-2a+1|≤e|x-a|+1,即|x-2a+1|≤|x-a|+1 恒成立…6分

所以|x-2a+1|≤x-a+1,即2ax≥3a2-2a 对x∈[a,+∞) 恒成立,

则由

2a≥0
2a2≥3a2-2a
,得所求a的取值范围是0≤a≤2…9分

(3)记h1(x)=|x-(2a-1)|,h2(x)=|x-a|+1,则h1(x),h2(x)的图象分别是以(2a-1,0)和(a,1)为顶点开口向上的V型线,且射线的斜率均为±1.

①当1≤2a-1≤6,即1≤a≤

7
2
时,∴g(x)在x∈[1,6]上的最小值为f1(2a-1)=e0=1…10分

②当a<1时,可知2a-1<a,所以

(ⅰ)当h1(a)≤h2(a),得|a-(2a-1)|≤1,即-2≤a≤0时,在x∈[1,6]上,h1(x)<h2(x),即f1(x)>f2(x),所以g(x)=f2(x)的最小值为f2(1)=e2-a

(ii)当h1(a)>h2(a),得|a-(2a-1)|>1,即a<-2或0<a<1时,在x∈[1,6]上,h1(x)>h2(x),即f1(x)<f2(x),所以g(x)=f1(x)的最小值为f1(1)=e3-2a

③当a>

7
2
时,因为2a-1>a,可知2a-1>6,且h1(6)=2a-7>a-5=h2(6),所以

(ⅰ)当

7
2
<a≤6时,g(x)的最小值为f2(a)=e

(ii)当a>6时,因为h1(a)=a-1>1=h2(a),∴在x∈[1,6]上,h1(x)>h2(x),即f1(x)<f2(x),所以g(x)在x∈[1,6]上的最小值为f2(6)=ea-5…15分

综上所述,函数g(x)在x∈[1,6]上的最小值为

1,1≤a≤
7
2
e2-a,-2≤a≤0
e3-3a,a<-2或0<a<1
e,
7
2
<a≤6
ea-5,a>6
…16分

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