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.
(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
,故0<a<1;…(8分)a2-1<0
>0a 1-a2 △=4a2+4a2(a2-1)>0
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=
∈(0,a 2
],函数在[1,2]上是增函数,1 2
所以此时函数y=F(x)的最大值为4a-2a2.
②当1<a≤2时,F(x)=
,对称轴x=-a(x2-ax),1<x≤a a(x2-ax),a<x≤2
∈(a 2
,1],1 2
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<
,此时函数y=F(x)的最大值为4a-2a2;5 3
2)若F(1)≥F(2),即
≤a≤2,此时函数y=F(x)的最大值为a2-a.5 3
③当2<a≤4时,F(x)=-a(x2-ax)对称轴x=
∈(1,2],a 2
此时F(x)max=F(
)=a 2
,a3 4
④当a>4时,对称轴x=
∈(2,+∞),此时F(x)max=F(2)=2a2-4a.a 2
综上可知,函数y=F(x)在区间[1,2]上的最大值[F(x)]max=
…(16分)4a-2a2,0<a< 5 3 a2-a,
≤a≤25 3
,2<a≤4a3 4 2a2-4a,a>4.