问题 解答题

已知a∈R,函数f(x)=x2|x-a|.

(1)当a=2时,求使f(x)=x成立的x的集合;

(2)求函数y=f(x)在区间[1,2]上的最小值.

答案

(Ⅰ)由题意,f(x)=x2|x-2|

当x<2时,由f(x)=x2(2-x)=x,解得x=0或x=1;

当x≥2时,由f(x)=x2(x-2)=x,解得x=1+

2

综上,所求解集为{0,1,1+

2
}

(Ⅱ)设此最小值为m.

①当a≤1时,在区间[1,2]上,f(x)=x3-ax2

∵f′(x)=3x2-2ax=3x(x-

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a)>0,x∈(1,2),

则f(x)是区间[1,2]上的增函数,∴m=f(1)=1-a.

②当1<a≤2时,在区间[1,2]上,f(x)=x2|x-a|≥0,由f(a)=0知m=f(a)=0.

③当a>2时,在区间[1,2]上,f(x)=ax2-x3

f′(x)=2ax-3x2=3x(

2
3
a-x).

若a≥3,在区间(1,2)上,f'(x)>0,则f(x)是区间[1,2]上的增函数,

∴m=f(1)=a-1.

若2<a<3,则1<

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a<2.

当1<x<

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a时,f'(x)>0,则f(x)是区间[1,
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a]上的增函数,

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a<x<2时,f'(x)<0,则f(x)是区间[
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a,2]上的减函数,

因此当2<a<3时,故m=f(1)=a-1或m=f(2)=4(a-2).

当2<a≤

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时,4(a-2)≤a-1,故m=f(2)=4(a-2),

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<a<3时,4(a-2)<a-1,故m=f(1)=a-1.

总上所述,所求函数的最小值m=

1-a,a≤1
0,1<a≤2
4(a-2),2<a≤
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a-1,a>
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