已知f1(x)=|3x-1|,f2(x)=|a?3x-9|(a>0),x∈R,且.(Ⅰ)当a=1时,求f(x)在x=1处的切线方程;(Ⅱ)当2≤a<9时,设f(x)=

发布时间:2020-07-31 16:43:06

已知f1(x)=|3x-1|,f2(x)=|a?3x-9|(a>0),x∈R,且.
(Ⅰ)当a=1时,求f(x)在x=1处的切线方程;
(Ⅱ)当2≤a<9时,设f(x)=f2(x)所对应的自变量取值区间的长度为l(闭区间[m,n]的长度定义为n-m),试求l的最大值;
(Ⅲ)是否存在这样的a,使得当x∈[2,+∞)时,f(x)=f2(x)?若存在,求出a的取值范围;若不存在,请说明理由.

网友回答

解:(Ⅰ)当a=1时,f2(x)=|3x-9|.
因为当x∈(0,log35)时,f1(x)=3x-1,f2(x)=9-3x,
且f1(x)-f2(x)=2?3x-10<2?3log35-10=2?5-10=0,
所以当x∈(0,log35)时,f(x)=3x-1,且1∈(0,log35)(3分)
由于f'(x)=3xln3,所以k=f'(1)=3ln3,又f(1)=2,
故所求切线方程为y-2=(3ln3)(x-1),
即(3ln3)x-y+2-3ln3=0(5分)

(Ⅱ)因为2≤a<9,所以,则
①当时,因为a?3x-9≥03,3x-1>0,
所以由f2(x)-f1(x)=(a?3x-9)-(3x-1)=(a-1)3x-8≤0,解得,
从而当时,f(x)=f2(x)(6分)
②当时,因为a?3x-9<0,3x-1≥0,
所以由f2(x)-f1(x)=(9-a?3x)-(3x-1)=10-(a+1)3x≤0,解得,
从而当时,f(x)=f2(x)(7分)
③当x<0时,因为f2(x)-f1(x)=(9-a?3x)-(1-3x)=8-(a-1)3x>0,
从而f(x)=f2(x)一定不成立(8分)
综上得,当且仅当时,f(x)=f2(x),
故(9分)
从而当a=2时,l取得最大值为(10分)

(Ⅲ)“当x∈[2,+∞)时,f(x)=f2(x)”
等价于“f2(x)≤f1(x)对x∈[2,+∞)恒成立”,
即“|a?3x-9|≤|3x-1|=3x-1(*)对x∈[2,+∞)恒成立”(11分)
①当a≥1时,,则当x≥2时,,
则(*)可化为a?3x-9≤3x-1,即,而当x≥2时,,
所以a≤1,从而a=1适合题意(12分)
②当0<a<1时,.
(1)当时,(*)可化为a?3x-9≤3x-1,即,而,
所以a≤1,此时要求0<a<1((13分)
(2)当时,(*)可化为,
所以a∈R,此时只要求0<a<1(14分)
(3)当时,(*)可化为9-a?3x≤3x-1,即,而,
所以,此时要求(15分)
由(1)(2)(3),得符合题意要求.
综合①②知,满足题意的a存在,且a的取值范围是(16分)

解析分析:(Ⅰ)本问中要代入a=1后,注意f1(x)与f2(x)的大小比较,以便于求出f(x)的解析式,进而利用函数的导数概念解决问题.(Ⅱ)本问中借鉴上问(1)的解题思想,由具体到一般,方法依然是针对a的范围条件,作差比较出f1(x)与f2(x)的大小,在2≤a<9时,自变量x取哪些值时f(x)=f2(x),进而确定求出f(x)的解析式,对参数的讨论要结合具体的数值,从直观到抽象采取分类策略.(Ⅲ)本问利用(2)的结论容易求解,需要注意的是等价转化思想的应用,分类讨论思想重新在本问中的体现.

点评:本题考查分段函数的有关概念,函数求值的问题;对函数的导数的概念亦有所考查,含参数的数学问题的讨论,注重对分类讨论思想,数形结合思想的考查,考查了对近年来高考真题中出现的有关恒成立问题,存在性问题的求解策略,对函数知识的综合性解题能力有很高的要求,属于压轴题的题目难度.本题的求解策略是细读题意,精确分析采取有难到易,各点击破的思想,同时注意解题思想的应用.
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