已知函数f(x)=x2﹣1,g(x)=a|x﹣1|.
(1)若关于x的方程|f(x)|=g(x)只有一个实数解,求实数a的取值范围;
(2)若当x∈R时,不等式f(x)≥g(x)恒成立,求实数a的取值范围;
(3)求函数h(x)=|f(x)|+g(x)在区间[﹣2,2]上的最大值(直接写出结果,不需给出演算步骤).
解答:解:(1)方程|f(x)|=g(x),即|x2﹣1|=a|x﹣1|,
变形得|x﹣1|(|x+1|﹣a)=0,
显然,x=1已是该方程的根,
从而欲原方程只有一解,即要求方程|x+1|=a,
有且仅有一个等于1的解或无解,
结合图形得a<0.
(2)不等式f(x)≥g(x)对x∈R恒成立,即(x2﹣1)≥a|x﹣1|(*)对x∈R恒成立,
①当x=1时,(*)显然成立,此时a∈R;
②当x≠1时,(*)可变形为,令
因为当x>1时,φ(x)>2,当x<1时,φ(x)>﹣2,
所以φ(x)>﹣2,故此时a≤﹣2.
综合①②,得所求实数a的取值范围是a≤﹣2.
(3)因为h(x)=|f(x)|+g(x)=|x2﹣1|+a|x﹣1|=
当时,结合图形可知h(x)在[﹣2,1]上递减,在[1,2]上递增,
且h(﹣2)=3a+3,h(2)=a+3,
经比较,此时h(x)在[﹣2,2]上的最大值为3a+3.
当时,
结合图形可知h(x)在[﹣2,﹣1],上递减,
在,[1,2]上递增,且h(﹣2)=3a+3,h(2)=a+3,
,
经比较,知此时h(x)在[﹣2,2]上的最大值为3a+3.
当时,
结合图形可知h(x)在[﹣2,﹣1]14,15上递减, 在
,[1,2]上递增,且h(﹣2)=3a+3,h(2)=a+3,
,
经比较,知此时h(x)在[﹣2,2]上的最大值为a+3.
当时,
结合图形可知h(x)在,
上递减, 在
,
上递增,
且h(﹣2)=3a+3<0,h(2)=a+3≥0,
经比较,知此时h(x)在[﹣2,2]上的最大值为a+3.
当时,结合图形可知h(x)在[﹣2,1]上递减,在[1,2]上递增,
故此时h(x)在[﹣2,2]上的最大值为h(1)=0.
综上所述,当a≥0时,h(x)在[﹣2,2]上的最大值为3a+3;
当﹣3≤a<0时,h(x)在[﹣2,2]上的最大值为a+3;
当a<﹣3时,h(x)在[﹣2,2]上的最大值为0.