问题 解答题

已知函数f(x)=|x-a|,g(x)=ax,(a∈R).

(1)若函数y=f(x)是偶函数,求出符合条件的实数a的值;

(2)若方程f(x)=g(x)有两解,求出实数a的取值范围;

(3)若a>0,记F(x)=g(x)•f(x),试求函数y=F(x)在区间[1,2]上的最大值.

答案

(1)∵函数f(x)=|x-a|为偶函数,

∴对任意的实数x,f(-x)=f(x)成立

即|-x-a|=|x-a|,

∴x+a=x-a恒成立,或x+a=a-x恒成立

∵x+a=a-x不能恒成立

∴x+a=x-a恒成立,得a=0.…(4分)

(2)当a>0时,|x-a|-ax=0有两解,

等价于方程(x-a)2-a2x2=0在(0,+∞)上有两解,

即(a2-1)x2+2ax-a2=0在(0,+∞)上有两解,…(6分)

令h(x)=(a2-1)x2+2ax-a2

因为h(0)=-a2<0,所以

a2-1<0
a
1-a2
>0
△=4a2+4a2(a2-1)>0
,故0<a<1;…(8分)

同理,当a<0时,得到-1<a<0;

当a=0时,f(x)=|x|=0=g(x),显然不合题意,舍去.

综上可知实数a的取值范围是(-1,0)∪(0,1).…(10分)

(3)令F(x)=f(x)•g(x)

①当0<a≤1时,则F(x)=a(x2-ax),

对称轴x=

a
2
∈(0,
1
2
],函数在[1,2]上是增函数,

所以此时函数y=F(x)的最大值为4a-2a2

②当1<a≤2时,F(x)=

-a(x2-ax),1<x≤a
a(x2-ax),a<x≤2
,对称轴x=
a
2
∈(
1
2
,1]

所以函数y=F(x)在(1,a]上是减函数,在[a,2]上是增函数,F(1)=a2-a,F(2)=4a-2a2

1)若F(1)<F(2),即1<a<

5
3
,此时函数y=F(x)的最大值为4a-2a2

2)若F(1)≥F(2),即

5
3
≤a≤2,此时函数y=F(x)的最大值为a2-a.

③当2<a≤4时,F(x)=-a(x2-ax)对称轴x=

a
2
∈(1,2],

此时F(x)max=F(

a
2
)=
a3
4

④当a>4时,对称轴x=

a
2
∈(2,+∞),此时F(x)max=F(2)=2a2-4a

综上可知,函数y=F(x)在区间[1,2]上的最大值[F(x)]max=

4a-2a2,0<a<
5
3
a2-a,
5
3
≤a≤2
a3
4
,2<a≤4
2a2-4a,a>4.
…(16分)

单项选择题
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