精英家教网 > 高中数学 > 题目详情
12.设函数f(x)=|2x+a|+|x-$\frac{1}{a}$|.
(Ⅰ)当a=1时,解不等式f(x)<x+3;
(Ⅱ)当a>0时,证明:f(x)≥$\sqrt{2}$.

分析 (I)当a=1时,不等式f(x)=|2x+1|+|x-1|=$\left\{\begin{array}{l}{-3x,x<-\frac{1}{2}}\\{x+2,-\frac{1}{2}≤x≤1}\\{3x,x>1}\end{array}\right.$.由f(x)<x+3,可得:$\left\{\begin{array}{l}{x<-\frac{1}{2}}\\{-3x<x+3}\end{array}\right.$,或$\left\{\begin{array}{l}{-\frac{1}{2}≤x≤1}\\{x+2<x+3}\end{array}\right.$,或$\left\{\begin{array}{l}{x>1}\\{3x<x+3}\end{array}\right.$,解出即可得出.
(II)当a>0时,f(x)=|2x+a|+|x-$\frac{1}{a}$|=$\left\{\begin{array}{l}{3x+a-\frac{1}{a},x>\frac{1}{a}}\\{x+a+\frac{1}{a},-\frac{a}{2}≤x≤\frac{1}{a}}\\{-3x-a+\frac{1}{a},x<-\frac{a}{2}}\end{array}\right.$.利用单调性即可证明.

解答 解:(I)当a=1时,不等式f(x)=|2x+1|+|x-1|=$\left\{\begin{array}{l}{-3x,x<-\frac{1}{2}}\\{x+2,-\frac{1}{2}≤x≤1}\\{3x,x>1}\end{array}\right.$.
由f(x)<x+3,可得:$\left\{\begin{array}{l}{x<-\frac{1}{2}}\\{-3x<x+3}\end{array}\right.$,或$\left\{\begin{array}{l}{-\frac{1}{2}≤x≤1}\\{x+2<x+3}\end{array}\right.$,或$\left\{\begin{array}{l}{x>1}\\{3x<x+3}\end{array}\right.$,
解得:$-\frac{3}{4}<x<-\frac{1}{2}$,或$-\frac{1}{2}≤x≤1$,或$1<x<\frac{3}{2}$.
∴不等式f(x)<x+3的解集为:$(-\frac{3}{4},\frac{3}{2})$.
证明:(II)当a>0时,f(x)=|2x+a|+|x-$\frac{1}{a}$|=$\left\{\begin{array}{l}{3x+a-\frac{1}{a},x>\frac{1}{a}}\\{x+a+\frac{1}{a},-\frac{a}{2}≤x≤\frac{1}{a}}\\{-3x-a+\frac{1}{a},x<-\frac{a}{2}}\end{array}\right.$.
当x>$\frac{1}{a}$时,f(x)>$\frac{2}{a}$+a.
当x<-$\frac{a}{2}$时,f(x)>$\frac{a}{2}$+$\frac{1}{a}$.
当$-\frac{a}{2}≤x≤\frac{1}{a}$时,$\frac{a}{2}$+$\frac{1}{a}$≤f(x)≤$\frac{2}{a}$+a.
∴f(x)min=$\frac{a}{2}$+$\frac{1}{a}$≥$2\sqrt{\frac{a}{2}×\frac{1}{a}}$=$\sqrt{2}$,当且仅当a=$\sqrt{2}$时取等号.

点评 本题考查了绝对值不等式的解法、函数的单调性,考查了分类讨论方法、推理能力与计算能力,属于中档题.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中数学 来源: 题型:解答题

2.已知函数f(x)=ax3+x2-ax(a∈R且a≠0).
(1)若函数f(x)在(-∞,-1)和($\frac{1}{3},-∞$)上是增函数,在(-1,$\frac{1}{3}$)上是减函数,求a的值;
(2)讨论函数g(x)=$\frac{f(x)}{x}-\frac{3}{a}$lnx的单调递减区间.

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源: 题型:填空题

3.已知曲线f(x)=$\left\{\begin{array}{l}{kx-k,x<1}\\{{x}^{2}-4x+3,x≥1}\end{array}\right.$与曲线g(x)=log2x有两个交点,则k的取值范围为(-∞,$\frac{1}{ln2}$).

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源: 题型:解答题

20.设y=x3-$\frac{9}{2}$x2+6x.
(1)求在x=1处的切线方程.
(2)求函数的单调区间.

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源: 题型:解答题

7.在极坐标系中,两条曲线的极坐标方程分别为ρ=1,ρ=2sin($\frac{π}{6}$-θ),它们相交于A,B两点,求线段AB的长.

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源: 题型:解答题

17.已知函数f(x)=sin2ωx+$\sqrt{3}$sinωx•cosωx-1(ω>0)的周期为π.
(1)当x∈[0,$\frac{π}{2}$]时,求f(x)的取值范围;
(2)求函数f(x)的单调递增区间.

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源: 题型:解答题

4.已知函数f(x)=$\frac{1}{2}$ax2-lnx-2.
(1)当a=1时,求曲线f(x)在点(1,f(1))处的切线方程;
(2)讨论函数f(x)的单调性.

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源: 题型:解答题

1.设f(x)=$\left\{\begin{array}{l}{-{x}^{2}+x,x≤1}\\{2x-2,x>1}\end{array}\right.$,若函数g(x)=f(x)-m有三个零点x1,x2,x3,求x1x2x3的取值范围.

查看答案和解析>>

科目:高中数学 来源: 题型:解答题

10.多面体ABCDEF中,AF⊥平面ABCD,DE⊥平面ABCD,AF=2,AB=AD=$\sqrt{3}$,BC=DC=1,∠BAD=60°,且B、C、E、F四点共面.
(1)求线段DE的长度;
(2)求二面角B-EF-D的余弦值.

查看答案和解析>>

同步练习册答案