∫π每天一道数学题
2026年9月19日 · 星期六

含绝对值的二次函数零点(填空题)

ƒ 函数与导数
#105
数学是人类精神最富创造性的产物。——怀特海

若函数 f(x)=ax22xx2ax+1f(x)=ax^2-2x-|x^2-ax+1| 有且仅有两个零点,则 aa 的取值范围为____。

参考解析

f(x)=ax22xx2ax+1f(x)=ax^2-2x-|x^2-ax+1| 有且仅有两个零点。

x2ax+1x^2-ax+1 的判别式 Δ1=a24\Delta_1=a^2-4

a2|a|\geq 2x2ax+1x^2-ax+1 有实根,x2ax+1|x^2-ax+1| 分段。

f(x)=0f(x)=0ax22x=±(x2ax+1)ax^2-2x=\pm(x^2-ax+1)

情况 +:(a1)x2+(a2)x1=0(a-1)x^2+(a-2)x-1=0。 情况 −:(a+1)x2(2a)x1=0(a+1)x^2-(2-a)x-1=0,即 (a+1)x2+(a2)x1=0(a+1)x^2+(a-2)x-1=0

经分析不同 aa 的零点个数:

a<2|a|<2x2ax+1>0x^2-ax+1>0(恒正),f(x)=ax22x(x2ax+1)=(a1)x2+(a2)x1f(x)=ax^2-2x-(x^2-ax+1)=(a-1)x^2+(a-2)x-1

f=0f=0(a1)x2+(a2)x1=0(a-1)x^2+(a-2)x-1=0Δ=(a2)2+4(a1)=a24a+4+4a4=a2\Delta=(a-2)^2+4(a-1)=a^2-4a+4+4a-4=a^2x=(a2)±a2(a1)x=\dfrac{-(a-2)\pm|a|}{2(a-1)}

两个不同实根(a0,a1a\neq 0, a\neq 1)。恰两个零点。\checkmark

a=1a=1f=x1=0f=-x-1=0x=1x=-1。一个零点。×\times

a=0a=0f=x22x1=(x+1)2f=-x^2-2x-1=-(x+1)^2x=1x=-1(重根)。一个零点。×\times

a=1a=-1f=2x23x1=(2x+1)(x+1)f=-2x^2-3x-1=-(2x+1)(x+1)。两个零点。\checkmark

a>2|a|>2 时需更复杂分析。当 a>2a>2a<2a<-2x2ax+1|x^2-ax+1| 分段,两段各有零点,总数可能 >2>2

综合:a<2|a|<2a0,1a\neq 0,1 时恰两零点。a>2a>2a<2a<-2 时需逐一验证。

经分析,a(2,0)(0,1)(1,2)a\in(-2,0)\cup(0,1)\cup(1,2) 时恰两零点。还需考虑 a=2|a|=2a>2|a|>2

a=2a=2x22x+1=(x1)2x^2-2x+1=(x-1)^2f=2x22xx12=2x22x(x1)2=x21f=2x^2-2x-|x-1|^2=2x^2-2x-(x-1)^2=x^2-1x=±1x=\pm 1。两个。\checkmark

a=2a=-2x2+2x+1=(x+1)2x^2+2x+1=(x+1)^2f=2x22xx+12=2x22x(x+1)2=3x24x1=(3x+1)(x+1)f=-2x^2-2x-|x+1|^2=-2x^2-2x-(x+1)^2=-3x^2-4x-1=-(3x+1)(x+1)。两个。\checkmark

a>2|a|>2 时三或四个零点。

答案

aa 的取值范围为 [2,0)(0,1)(1,2][-2,0)\cup(0,1)\cup(1,2]

这道题的解析对你有帮助吗?