(本小题满分15分)已知函数.
(1)若函数为偶函数,求实数的值;
(2)若,求函数的单调递增区间;
(3)当时,若对任意的,不等式恒成立,求实数的取值范围.
知识点:3.单调性与最大(小)值
【知识点】函数恒成立问题.B14
【答案解析】(1)a=0;(2)及;(3)
解析:(1)解法一:因为函数f(x)=﹣x2+2|x﹣a|
又函数y=f(x)为偶函数,
所以任取x∈R,则f(﹣x)=f(x)恒成立,
即﹣(﹣x)2+2|﹣x﹣a|=﹣x2+2|x﹣a|恒成立.…(3分)
所以|x﹣a|=|x+a|恒成立,
两边平方得:x2﹣2ax+a2=x2+2ax+a2
所以4ax=0,因为x为任意实数,所以a=0…(5分)
解法二(特殊值法):因为函数y=f(x)为偶函数,
所以f(﹣1)=f(1),得|1﹣a|=|1+a|,得:a=0
所以f(x)=﹣x2+2|x|,
故有f(﹣x)=f(x),即f(x)为偶函数…(5分)
(2)若,则.…(8分)
由函数的图像可知,函数的单调递增区间为及………………10分
(3)不等式化为
即: (*)对任意的恒成立
因为,所以分如下情况讨论:
①0≤x≤a时,不等式(*)化为﹣4(x﹣a)+2[x﹣(1+a)]≤x2+2x﹣1,
即x2+4x+1﹣2a≥0对任意的x∈[0,a]恒成立,
因为函数g(x)=x2+4x+1﹣2a在区间[0,a]上单调递增,
则g(0)最小,所以只需g(0)≥0即可,得,
又a>0所以…(12分)
②a<x≤1+a时,不等式(*)化为4(x﹣a)+2[x﹣(1+a)]≤x2+2x﹣1,
即x2﹣4x+1+6a≥0对任意的x∈(a,1+a]恒成立,
由①,,知:函数h(x)=x2﹣4x+1+6a在区间(a,1+a]上单调递减,
则只需h(1+a)≥0即可,即a2+4a﹣2≥0,得或.
因为所以,由①得.…(14分)
③x>1+a时,不等式(*)化为4(x﹣a)﹣2[x﹣(1+a)]≤x2+2x﹣1,
即x2+2x﹣3≥0对任意的
x∈(a+1,+∞)恒成立,
因为函数φ(x)=x2+2x﹣3在区间(a+1,+∞)上单调递增,
则只需φ(a+1)≥0即可,
即a2+4a﹣2≥0,得或,由②得.
综上所述得,a的取值范围是.…(16分)
【思路点拨】(Ⅰ)因为函数y=f(x)为偶函数,所以可由定义得f(﹣x)=f(x)恒成立,然后化简可得a=0;也可取特殊值令x=1,得f(﹣1)=f(1),化简即可,但必须检验.
(Ⅱ)分x≥,x,将绝对值去掉,注意结合图象的对称轴和区间的关系,写出单调增区间,注意之间用“和”. (Ⅲ)先整理f(x﹣1)≥2f(x)的表达式,有绝对值的放到左边,然后分①0≤x≤a②a<x≤1+a③x>1+a讨论,首先去掉绝对值,然后整理成关于x的一元二次不等式恒成立的问题,利用函数的单调性求出最值,从而求出a的范围,最后求它们的交集.