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08函数与初等函数★★★★☆
对实数 aa 与 bb,定义运算“⊗\otimes”:
a⊗b={a,a−b⩽1,b,a−b>1.a \otimes b = \begin{cases} a, & a - b \leqslant 1,\\ b, & a - b > 1. \end{cases}
设函数 f(x)=(x2−2)⊗(x−x2)f(x) = (x^2 - 2) \otimes (x - x^2),x∈Rx \in \mathbf{R}. 若函数 y=f(x)−cy = f(x) - c 的图象与 xx 轴恰有两个公共点,则实数 cc 的取值范围是( )
\begin{answer} B \end{answer}
\begin{solution} 令 p=x2−2p=x^2-2,q=x−x2q=x-x^2. 则
p−q=2x2−x−2p-q=2x^2-x-2
因此当
2x2−x−2⩽1⟺2x2−x−3⩽0⟺−1⩽x⩽322x^2-x-2\leqslant1 \quad\Longleftrightarrow\quad 2x^2-x-3\leqslant0 \quad\Longleftrightarrow\quad -1\leqslant x\leqslant\frac32
时,f(x)=x2−2f(x)=x^2-2;在其余区间,f(x)=x−x2f(x)=x-x^2.
分别考察三段的值域. 当 x<−1x<-1 时,f(x)=x−x2f(x)=x-x^2,且 f′(x)=1−2x>0f'(x)=1-2x>0,值域为 (−∞,−2)(-\infty,-2). 当 −1⩽x⩽32-1\leqslant x\leqslant\frac32 时,f(x)=x2−2f(x)=x^2-2,在 x=0x=0 处取得最小值 −2-2,并且 f(−1)=−1f(-1)=-1,f(32)=14f\left(\frac32\right)=\frac14, 所以这一段的取值在 [−2,14][-2,\frac{1}{4}],其中 c∈(−2,−1)c\in(-2,-1) 时有两个原像,c=−2c=-2 时有一个原像,c∈[−1,14]c\in[-1,\frac{1}{4}] 时有一个或两个原像需结合其他区间判断. 当 x>32x>\frac32 时,f(x)=x−x2f(x)=x-x^2,且 f′(x)=1−2x<0f'(x)=1-2x<0,值域为 (−∞,−34)(-\infty,-\frac{3}{4}),每个值至多有一个原像.
具体计数如下:若 c<−2c<-2,左右两个外侧区间各有一个原像;若 c=−2c=-2,中间区间的 x=0x=0 和右侧区间的 x=2x=2 共两个原像;若 −2<c<−1-2<c<-1,中间区间有两个原像,右侧区间还有一个原像,共三个;若 c=−1c=-1,中间区间的 x=−1x=-1,11 与右侧区间的一个原像共三个;若 −1<c<−34-1<c<-\frac{3}{4},中间区间和右侧区间各有一个原像;若 c⩾−34c\geqslant-\frac{3}{4} 且 c⩽14c\leqslant\frac{1}{4},只有中间区间的一个原像;其他 cc 没有两个原像. 所以恰有两个公共点的条件为
c∈(−∞,−2]∪(−1,−34)c\in(-\infty,-2]\cup\left(-1,-\frac34\right)
因此选 B. \end{solution}
A.
(−∞,−2]∪(−1,32)(- \infty, -2] \cup \left(-1, \frac{3}{2}\right)
B.
(−∞,−2]∪(−1,−34)(-\infty, -2] \cup \left(-1, -\frac{3}{4}\right)
C.
(−1,14)∪(14,+∞)\left(-1, \frac{1}{4}\right) \cup \left(\frac{1}{4}, +\infty\right)
D.
(−1,−34)∪[14,+∞)\left(-1, -\frac{3}{4}\right) \cup \left[\frac{1}{4}, +\infty\right)

2011 · 天津 · 理 · 第 8 题 · 选择题

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