二次函数绝对值的问题练习及答案
二次函数是最简单的非线性函数之一,而且有着丰富的内容,它对近代数仍至现代数学影响深远,这部分内容为历年来高考数学考试的一项重点考查内容,经久不衰,以它为核心内容的高考试题,形式上也年年有变化,此类试题常常有绝对值,充分运用绝对值不等式及二次函数、二次方程、二次不等式的联系,往往采用直接法,利用绝对值不等式的性质进行适当放缩,常用数形结合,分类讨论等数学思想,以下举例说明
例1 设a 为实数,函数
2
()||1f x x x a =+-+,x R ∈ (1)讨论()f x 的奇偶性; (2)求()f x 的最小值 解;(1)0a =时,
()
f x 为偶函数
0a ≠时,()f x 为非奇非偶函数
(2)2
222
2131,24()||1131,24x x a x a x a
f x x x a x x a x a x a ⎧⎛
⎫+-+=++-≥⎪ ⎪⎪⎝
⎭=+-+=⎨⎪⎛
⎫-++=-++< ⎪⎪⎝⎭⎩
当()min 13
,24a f x a
≤-=- 当()2min 11
,1
22a f x a -<<=+ 当()min 13
,24a f x a
≥=+
例2 已知函数
1)(2
-=x x f ,|1|)(-=x a x g . (1)若关于x 的方程)(|)(|x g x f =只有一个实数解,求实数a 的取值范围; (2)若当R x ∈时,不等式)()(x g x f ≥恒函数成立,求实数a 的取值范围;
(3)求函数)(|)(|)(x g x f x h +=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:(1)方程|()|()f x g x =,即
2
|1||1|x a x -=-,变形得|1|(|1|)0x x a -+-=,显然,1x =已是该方程的根,从而欲原方程只有一解,即要求方程|1|x a +=,有且仅有一个等于1的
解或无解 ,结合图形得0a <.
(2)不等式()()f x g x ≥对x ∈R 恒成立,即
2(1)|1|x a x --≥(*)对x ∈R 恒成立, ①当1x =时,(*)显然成立,此时a ∈R ;
②当1x ≠时,(*)可变形为
21
|
1|x a x -≤
-,令21,(1),1()(1),(1).|1|x x x x x x x ϕ+>⎧-==⎨-+<-⎩ 因为当1x >时,()2x ϕ>,当1x <时,()2x ϕ>-, 所以()2x ϕ>-,故此时2a -≤.
综合①②,得所求实数a 的取值范围是2a -≤.
(3)因为2
()|()|()|1||1|h x f x g x x a x =+=-+-=22
21,(1),1,(11),1,(1).x ax a x x ax a x x ax a x ⎧+--⎪--++-<⎨⎪-+-<-⎩≤≥
当1,22a
a >>即时,结合图形可知()h x 在[2,1]-上递减,在[1,2]上递增,
且(2)33,(2)3h a h a -=+=+,经比较,此时()h x 在[2,2]-上的最大值为33a +.
当01,22a a 即0≤≤≤≤时,结合图形可知()h x 在[2,1]--,[,1]
2a -上递减, 在[1,]
2a --,[1,2]上递增,且(2)33,(2)3h a h a -=+=+,2
()124a a h a -=++,
经比较,知此时()h x 在[2,2]-上的最大值为33a +.
当10,02a a -<<即-2≤≤时,结合图形可知()h x 在[2,1]--,[,1]
2a
-上递减, 在[1,]
2a --,[1,2]上递增,且(2)33,(2)3h a h a -=+=+,2
()124a a h a -=++,
经比较,知此时()h x 在[2,2]-上的最大值为3a +.
当31,222a a -<-<-即-3≤≤时,结合图形可知()h x 在[2,]2a -,[1,]
2a
-上递减, 在[,1]2a ,[,2]2a
-上递增,且(2)330h a -=+<, (2)30h a =+≥,
经比较,知此时()h x 在[2,2]-上的最大值为3a +.
当3
,3
22a a <-<-即时,结合图形可知()h x 在[2,1]-上递增,在[1,2]上递减,
故此时()h x 在[2,2]-上的最大值为(1)0h =. 综上所述,
当0a ≥时,()h x 在[2,2]-上的最大值为33a +; 当30a -<≤时,()h x 在[2,2]-上的最大值为3a +; 当3a <-时,()h x 在[2,2]-上的最大值为0.
练习:1. 已知函数
2||)(2
+-+=a x x x f . (1)讨论函数)(x f 的奇偶性;(2)求函数)(x f 的最小值 2. 已知函数
()221()
f x x mx m R =-+∈
(1)若2m =,[]
0,3x ∈,求
()()max min
D f x f x =-的值
(2)若
[]
0,2x ∈时,
()8
f x ≤恒成立,求m 的取值范围
3. 已知函数
|21|21)(2
a x x x f -++=
,其中a 是实数.
(1)判断)(x f 的奇偶性,并说明理由;
(2)当]1,1[-∈x 时,)(x f 的最小值为2
21a
,求a 的值
答案:
1.(1)0a =函数为偶函数
0a ≠非奇非偶函数
(2)()22117
,2(),
24x a f x x x a x a ≥=++-=++-
()2
2
217,224x a f x x x a x a
⎛
⎫<=-++=-++ ⎪⎝⎭
2min 7
1,4211()2,227
1,42a a f x a a a a ⎧-≤-⎪⎪
⎪
=+-<<
⎨⎪
⎪+≥⎪⎩
2.(1)4
(2)分类讨论二次函数对称轴与区间的关系,寻找最大值的位置 当0,
m <()
f x 在
[]0,2上递增 ,
()3
2804f m ≤∴-
≤<
当02,m ≤≤()f x 在[]0,m 上递减,[],2m 上递增()()8
33428f m m f ⎧≥-⎪∴-≤≤⎨
≤⎪⎩
当2,
m >()
f x 在
[]0,2上递减
()13
2824f m ≥-∴<≤
综上所述:3134
4m -
≤≤
3.(1)①当
21=
a 时,|
|21
)(2x x x f +=,有)()(-x f x f =,所以)(x f 为偶函数;
②当21≠
a 时,0|21|)0(≠-=a f ,所以)(x f 不是奇函数; 又因为
2)12(21)1-2(-=
a a f ,而|21|2)12(21
)2-(12a a a f -+-=,
即)12()2-(1-≠a f a f ,所以)(x f 不是偶函数;
综上,当
21
≠
a 时,)(x f 既不是奇函数也不是偶函数.
(2)2
213(1)2,2122()11(1)2,2122x a x a f x x a x a ⎧--+<-⎪⎪=⎨
⎪++-≥-⎪⎩
①若112-≤-a ,即0≤a , 当]1,1[-∈x 时,
a x a x x x f 221
)1(212121)(22-++=-++=
,
故)(x f 在]1,1[-上递增,
所以
=-=
-=a f x f 221)1()(min 221a ,得52--=a .
②若112≥-a ,即1≥a , 当]1,1[-∈x 时,
a x a x x x f 223
)1(212121)(22+--=+--=
,
故)(x f 在]1,1[-上递减,
所以
=+-
==a f x f 223)1()(min 221a ,得1=a 或3=a .
③若1121<-<-a ,即10<<a ,⎪⎪⎩⎪⎪⎨
⎧≤≤--++-<≤-+--=)112(221)1(21)121(223)1(21)(22
x a a x a x a x x f
故)(x f 在]12,1[--a 上递减,在]1,1[2-a 上递增;
所以
22min 212122)12()(a a a a f x f =+
-=-=,得31=a .
综上,52--=a 或
31
=
a 或1=a 或3=a .。