问题 解答题

已知a∈R,函数f(x)=x2|x-a|.

(Ⅰ) 当a=1时,求使f(x)=x成立的x的集合;

(Ⅱ) 判断函数y=f(x)的奇偶性;

(Ⅲ)当a>2时,求函数y=f(x)在区间[1,2]上的最小值.

答案

(Ⅰ)由题意,当a=1时,f(x)=x2|x-1|,

当x≤1时,由f(x)=x2(1-x)=x,解得x=0;

当x>1时,由f(x)=x2(x-1)=x,解得x=

1+
5
2

综上,所求解集为{0,

1+
5
2
}.

(Ⅱ)可以对a进行如下分类讨论:

(1)当a=0时,f(x)=x2|x|=f(-x),x∈R,显然,函数f(x)是偶函数.

(2)当a≠0时,令x=±1可得:f(1)=|1-a|,f(-1)=|-1-a|=|1+a|

显然f(1)≠f(-1)≠-f(1),

故函数f(x)是非奇非偶函数.

(Ⅲ)设此最小值为m,当a>2时,在区间[1,2]上,f(x)=ax2-x3f′(x)=2ax-3x2=3x(

2
3
a-x).

(1)若a≥3,在区间(1,2)内f'(x)>0,从而f(x)为区间[1,2]上的增函数,

由此得m=f(1)=a-1.

(2)若2<a<3,则1<

2
3
a<2.

1<x<

2
3
a时,f'(x)>0,从而f(x)为区间[1,
2
3
a]上的增函数;

2
3
a<x<2时,f'(x)<0,从而f(x)为区间[
2
3
a,2]上的减函数.

因此,当2<a<3时,m=f(1)=a-1或m=f(2)=4(a-2).

2<a≤

7
3
时,4(a-2)≤a-1,故m=f(2)=4(a-2);

7
3
<a<3时,a-1<4(a-2),故m=f(1)=a-1.

综上所述,所求函数的最小值m=

a-1,a>
7
3
4a-8,2<a≤
7
3

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