Question

已知函數(shù)f（x）=x²+ax+1（a＞0）．
（1）設(shè)g（x）=（2x+1）f（x），若y=g（x）與x軸恰有兩個(gè)不同的交點(diǎn)，試求a的取值集合；
（2）設(shè)h（x）=f（x）-x²-|1-

1

x

|（x∈（0，2]），是否同時(shí)存在實(shí)數(shù)m和M（M＞m），使得對(duì)每一個(gè)t∈（m，M），直線y=t與曲線y=h（x）恒有三個(gè)公共點(diǎn)？若存在，求出M-m的最大值I（a）；若不存在，說(shuō)明理由．

Answer 1

考點(diǎn)：函數(shù)的零點(diǎn)與方程根的關(guān)系

專(zhuān)題：函數(shù)的性質(zhì)及應(yīng)用

分析：（1）根據(jù)題意，函數(shù)y=g（x）與x軸恰有兩個(gè)不同的交點(diǎn)，即方程g（x）=0有兩個(gè)不相等的實(shí)數(shù)根，求出a的取值集合；
（2）根據(jù)x∈（0，2]，去掉絕對(duì)值，求出h（x）的單調(diào)區(qū)間，畫(huà)出函數(shù)圖象，結(jié)合圖象求出符合條件a的取值范圍，從而求出M-m的最大值I（a）．

解答： 解：（1）∵函數(shù)f（x）=x²+ax+1（a＞0），g（x）=（2x+1）f（x），
∴g（x）=（2x+1）（x²+ax+1），
當(dāng)y=g（x）與x軸恰有兩個(gè)不同的交點(diǎn)時(shí)，
方程x²+ax+1=0有兩個(gè)相等的實(shí)數(shù)根，
∴△=a²-4=0，
解得a=2或a=-2（不合題意，舍去），
∴a的取值集合是{2}；
（2）∵h(yuǎn)（x）=f（x）-x²-|1-

1

x

|（x∈（0，2]），
∴當(dāng)0＜x≤1時(shí)，1≤

1

x

，
h（x）=（x²+ax+1）-x²-

1

x

+1=ax-

1

x

+2；
當(dāng)1＜x≤2時(shí)，1＞

1

x

，
h（x）=（x²+ax+1）-x²-1+

1

x

=ax+

1

x

；
∴h（x）=

ax- 1 x +2，0＜x≤1 ax+ 1 x ，1＜x≤2

；
又∵0＜x≤1時(shí)，h（x）=ax-

1

x

+2是單調(diào)增函數(shù)，h（x）≤a+1；
1＜x≤2時(shí)，h（x）=ax+

1

x

，
h′（x）=a-

1

x2

=

ax2-1

x2

，
令h′（x）=0，得x=

1

a

，
∴當(dāng)1≤

1

a

≤2，即

1

4

≤a≤1時(shí)，在x=

1

a

時(shí)，h（x）取得最小值2

a

，
且h（x）在（1，

1

a

）上是減函數(shù)，在（

1

a

，2]上是增函數(shù)，如圖所示；
；
若存在實(shí)數(shù)m和M（M＞m），使得對(duì)每一個(gè)t∈（m，M），直線y=t與曲線y=h（x）恒有三個(gè)公共點(diǎn)，
則a+1＞2

a

，∴(

a

-1)2＞0，即a≠1，
∴

1

4

≤a＜1①；
又h（2）≥h（1），即2a+

1

2

≥a+1，∴a≥

1

2

②；
由①②得，

1

2

≤a＜1；
綜上，M-m的最大值I（a）=（a+1）-2

a

=(

a

-1)2=(

1 2

-1)2=

3

2

-

2

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了函數(shù)的圖象與性質(zhì)的應(yīng)用問(wèn)題，也考查了分段函數(shù)的應(yīng)用問(wèn)題以及導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用問(wèn)題，考查了數(shù)形結(jié)合的應(yīng)用問(wèn)題，是綜合性題目．