已知函数f(x)=x2+3x|x-a|,其中a∈R.
(1)当a=2时,把函数f(x)写成分段函数的形式;
(2)当a=2时,求f(x)在区间[1,3]上的最值;
(3)设a≠0,函数f(x)在(m,n)上既有最大值又有最小值,请分别求出m、n的取值范围(用a表示).
网友回答
解:(1)当a=2时,f(x)=x2+3x|x-a|=. …..4分
(2)结合函数f(x)的图象(图1)可得,f(1)=4,f(2)=4,f(3)=18,f()=,
所以函数在区间[1,3]上最大值为18,最小值为4.…..8分
(3)当a>0时,函数的图象如图2所示,要使得在开区间(m,n)有最大值又有最小值,则最小值一定在x=a处取得,最大值在x=a处取得;
又f(a)=a2,在区间(-∞,a)内,函数值为a2时,x=,所以≤m<.
f()=,而在区间(a,+∞)内函数值为时,
x=,所以,a<n≤.…..12分
当a<0时,函数的图象如图3所示,要使得在开区间(m,n)有最大值又有最小值,则最大值一定在x=a处取得,最小值在x=处取得,
f(a)=a2,在(a,+∞)内函数值为 a2 时,x=-,所以,<n≤-,f()=-,在区间(-∞,a)内,函数值为- 时,
x=a,所以??a≤m<a.…..15分
综上所述,当a>0时,≤m<,a<n≤.
当a<0时, a≤m<a,<n≤-.…..16分.
解析分析:(1)当a=2时,f(x)=x2+3x|x-a|=. (2)结合函数f(x)的图象(图1)可得函数在区间[1,3]上最大值为f(3)=18,最小值为f(2)=4.(3)当a>0时,函数的图象如图2所示,最小值一定在x=a处取得,最大值在x=a处取得,由此求出m、n的取值范围.当a<0时,函数的图象如图3所示,最大值一定在x=a处取得,最小值在x=处取得,由此求出m、n的取值范围,综合可得结论.
点评:本题主要考查带有绝对值的函数,求二次函数在闭区间上的最值,体现了转化、数形结合的数学思想,属于中档题.