问题 解答题

设a为非负实数,函数f(x)=x|x-a|-a.

(Ⅰ)当a=2时,求函数的单调区间;

(Ⅱ)讨论函数y=f(x)的零点个数,并求出零点.

答案

(Ⅰ)当a=2时,f(x)=x|x-2|-2=

x2-2x-2,x≥2
-x2+2x-2,x<2
,①当x≥2时,f(x)=x2-2x-2=(x-1)2-3,

∴f(x)在(2,+∞)上单调递增;

②当x<2时,f(x)=-x2+2x-2=-(x-1)2-1,

∴f(x)在(1,2)上单调递减,在(-∞,1)上单调递增;

综上所述,f(x)的单调递增区间是(-∞,1)和(2,+∞),单调递减区间是(1,2).

(Ⅱ)(1)当a=0时,f(x)=x|x|,函数y=f(x)的零点为x0=0;

(2)当a>0时,f(x)=x|x-a|-a=

x2-ax-a,x≥a
-x2+ax-a,x<a

故当x≥a时,f(x)=(x-

a
2
)2-
a2
4
-a,二次函数对称轴x=
a
2
<a

∴f(x)在(a,+∞)上单调递增,f(a)<0;

当x<a时,f(x)=-(x-

a
2
)2+
a2
4
-a,二次函数对称轴x=
a
2
<a

∴f(x)在(

a
2
,a)上单调递减,在(-∞,
a
2
)
上单调递增;

∴f(x)的极大值为f(

a
2
)=-(
a
2
)2+a×
a
2
-a=
a2
4
-a,

1°当f(

a
2
)<0,即0<a<4时,函数f(x)与x轴只有唯一交点,即唯一零点,

由x2-ax-a=0解之得函数y=f(x)的零点为x0=

a+
a2+4a
2
x0=
a-
a2+4a
2
(舍去);

2°当f(

a
2
)=0,即a=4时,函数f(x)与x轴有两个交点,即两个零点,分别为x1=2和x2=
a+
a2+4a
2
=2+2
2

3°当f(

a
2
)>0,即a>4时,函数f(x)与x轴有三个交点,即有三个零点,

由-x2+ax-a=0解得,x=

a2-4a
2

∴函数y=f(x)的零点为x=

a2-4a
2
x0=
a+
a2+4a
2

综上可得,当a=0时,函数的零点为0;

当0<a<4时,函数有一个零点,且零点为

a+
a2+4a
2

当a=4时,有两个零点2和2+2

2

当a>4时,函数有三个零点

a2-4a
2
a+
a2+4a
2

单项选择题 B1型题
推断题