问题 解答题
已知函数f(x)=a-
1
|2x-b|
是偶函数,a为实常数.
(1)求b的值;
(2)当a=1时,是否存在m,n(n>m>0)使得函数y=f(x)在区间[m,n]上的函数值组成的集合也是[m,n],若存在,求出m,n的值,否则,说明理由;
(3)若在函数定义域内总存在区间[m,n](m<n),使得y=f(x)在区间[m,n]上的函数值组成的集合也是[m,n],求实数a的取值范围.
答案

(1)由已知可得,f(x)=a-

1
|2x-b|

且函数的定义域为D=(-∞,

b
2
)∪(
b
2
,+∞).

又y=f(x)是偶函数,故定义域D关于原点对称.

于是,b=0.

又对任意x∈D,有f(x)=f(-x),可得b=0.

因此所求实数b=0.…(3分)

(2)由(1)可知,f(x)=a-

1
2|x|
(D=(-∞,0)∪(0,+∞)).

f(x)=a-

1
2|x|
的图象,

知:f(x)在区间(0,+∞)上是增函数,f(x)在区间(-∞,0)上是减函数

又n>m>0,

∴y=f(x)在区间[m,n]上是增函数.

∴有

1-
1
2m
=m
1-
1
2n
=n

即方程1-

1
2x
=x,2x2-2x+1=0,

∵△=4-8<0,

∴不存在正实数m,n,满足题意.…(7分)

(3)由(1)可知,

f(x)=a-

1
2|x|
(D=(-∞,0)∪(0,+∞)).f(x)=a-
1
2|x|
的图象,

知f(x)在区间(0,+∞)上是增函数,f(x)在区间(-∞,0)上是减函数

因y=f(x)在区间[m,n]上的函数值组成的集合也是[m,n],故必有m、n同号.

①当0<m<n时,f(x)在区间[m,n]上是增函数,

a-
1
2m
=m
a-
1
2n
=n

即方程x=a-

1
2x
,2x2-2ax+1=0有两个不相等的正实数根,

因此

2a>0
△=4a2-8>0

解得a>

2
.…(10分)

②当m<n<0时,f(x)在区间[m,n]上是减函数,

a+
1
2m
=n
a+
1
2n
=m

化简得(m-n)a=0,a=0

综上,实数a的取值范围a=0,或a>

2
.…(12分)

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