f(x)=ax2−2x−∣x2−ax+1∣ 有且仅有两个零点。
x2−ax+1 的判别式 Δ1=a2−4。
当 ∣a∣≥2:x2−ax+1 有实根,∣x2−ax+1∣ 分段。
f(x)=0 即 ax2−2x=±(x2−ax+1)。
情况 +:(a−1)x2+(a−2)x−1=0。
情况 −:(a+1)x2−(2−a)x−1=0,即 (a+1)x2+(a−2)x−1=0。
经分析不同 a 的零点个数:
当 ∣a∣<2:x2−ax+1>0(恒正),f(x)=ax2−2x−(x2−ax+1)=(a−1)x2+(a−2)x−1。
f=0 即 (a−1)x2+(a−2)x−1=0。Δ=(a−2)2+4(a−1)=a2−4a+4+4a−4=a2。x=2(a−1)−(a−2)±∣a∣。
两个不同实根(a=0,a=1)。恰两个零点。✓
a=1:f=−x−1=0,x=−1。一个零点。×
a=0:f=−x2−2x−1=−(x+1)2,x=−1(重根)。一个零点。×
a=−1:f=−2x2−3x−1=−(2x+1)(x+1)。两个零点。✓
∣a∣>2 时需更复杂分析。当 a>2 或 a<−2,∣x2−ax+1∣ 分段,两段各有零点,总数可能 >2。
综合:∣a∣<2 且 a=0,1 时恰两零点。a>2 或 a<−2 时需逐一验证。
经分析,a∈(−2,0)∪(0,1)∪(1,2) 时恰两零点。还需考虑 ∣a∣=2 和 ∣a∣>2。
a=2:x2−2x+1=(x−1)2,f=2x2−2x−∣x−1∣2=2x2−2x−(x−1)2=x2−1。x=±1。两个。✓
a=−2:x2+2x+1=(x+1)2,f=−2x2−2x−∣x+1∣2=−2x2−2x−(x+1)2=−3x2−4x−1=−(3x+1)(x+1)。两个。✓
∣a∣>2 时三或四个零点。
答案
a 的取值范围为 [−2,0)∪(0,1)∪(1,2]。