问题 解答题

已知a>0,函数f(x)=x|x-a|+1(x∈R).

(1)当a=1时,求所有使f(x)=x成立的x的值;

(2)当a∈(0,3)时,求函数y=f(x)在闭区间[1,2]上的最小值;

(3)试讨论函数y=f(x)的图象与直线y=a的交点个数.

答案

(1)当a=1时,有x|x-1|+1=x

所以x=-1或x=1;

(2)f(x)=

x2-ax+1,x≥a
-x2+ax+1,x<a

1°.当0<a≤1时,x≥1≥a,这时,f(x)=x2-ax+1,对称轴x=

a
2
1
2
<1,

所以函数y=f(x)在区间[1,2]上递增,f(x)min=f(1)=2-a;

2°.当1<a≤2时,x=a时函数f(x)min=f(a)=1;

3°.当2<a<3时,x≤2<a,这时,f(x)=-x2+ax+1,对称轴x=

a
2
∈(1,
3
2
),

f(1)=a,f(2)=2a-3,∵(2a-3)-a=a-3<0

所以函数f(x)min=f(2)=2a-3;

(3)因为a>0,所以a>

a
2

所以y1=x2-ax+1在[a,+∞)上递增;y2=-x2+ax+1在(-∞,

a
2
)递增,在[
a
2
,a)
上递减.

因为f(a)=1,所以当a=1时,函数y=f(x)的图象与直线y=a有2个交点;

f(

a
2
)=
a2
4
+1≥2•
a
2
•1=a,当且仅当a=2时,等号成立.

所以,当0<a<1时,函数y=f(x)的图象与直线y=a有1个交点;

当a=1时,函数y=f(x)的图象与直线y=a有2个交点;

当1<a<2时,函数y=f(x)的图象与直线y=a有3个交点;

当a=2时,函数y=f(x)的图象与直线y=a有2个交点;

当a>2时,函数y=f(x)的图象与直线y=a有3个交点.

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