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

2025-05-13 13:25:28
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回答1:

(1)方程|f(x)|=g(x)可化为|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,
则a<0.
(2)由题意,h(x)=|f(x)|+g(x)=|x2-1|+a|x-1|
=

x2+ax?a?1,x≥1
?x2?ax+a+1,?1≤x<1
x2?ax+a?1,x<?1

①当
a
2
>1,即a>2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,
则当x∈[-2,2]时,不等式h(x)≤a2恒成立可化为3a+3≤a2
解得a≥
3+
21
2

②当0≤
a
2
≤1,即0≤a≤2时,
结合图形可知h(x)在[-2,-1],[-
a
2
,1]上递减,在[-1,-
a
2
],[1,2]上递增;
且h(-2)=3a+3,h(2)=a+3,h(-
a
2
)=
a2
4
+a+1,
经比较,知此时h(x)在[-2,2]上的最大值为3a+3,
则当x∈[-2,2]时,不等式h(x)≤a2恒成立可化为3a+3≤a2
无解;
③当-1≤
a
2
<0,即-2≤a<0时,
结合图形可知h(x)在[-2,-1],[-
a
2
,1]上递减,在[-1,-
a
2
],[1,2]上递增;
且h(-2)=3a+3,h(2)=a+3,h(-
a
2
)=
a2
4
+a+1,
经比较,知此时h(x)在[-2,2]上的最大值为a+3,
则当x∈[-2,2]时,不等式h(x)≤a2恒成立可化为a+3≤a2
解得,-2≤a≤
1?
13
2

④当-
3
2
a
2
<-1,即-3≤a<-2时,
结合图形可知h(x)在[-2,
a
2
],[1,-
a
2
]上递减,在[
a
2
,1],[-
a
2
,2]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.
则当x∈[-2,2]时,不等式h(x)≤a2恒成立可化为a+3≤a2
解得,-3≤a<-2;
⑤当
a
2
<-
3
2
,即a<-3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,
则当x∈[-2,2]时,不等式h(x)≤a2恒成立可化为0≤a2
则a<-3;
综上所述,实数a的取值范围为(-∞,
1?
13
2
]∪[
3+
21
2
,+∞).