已知函数f(x)=x2-4-k|x-2|. (1)若函数y=f(x)为偶函数,求k的值; (2)求函数y=f(x)在区间[0,4]上的最大值; (3)若函数y=f(x)有且仅有一个零点,求实数k的取值范围.
问题描述:
已知函数f(x)=x2-4-k|x-2|.
(1)若函数y=f(x)为偶函数,求k的值;
(2)求函数y=f(x)在区间[0,4]上的最大值;
(3)若函数y=f(x)有且仅有一个零点,求实数k的取值范围.
答
(1)因为y=f(x)为偶函数,所以f(-1)=f(1),解得k=0,
经检验k=0符合题意. …(2分)
(2)当x∈[0,4]时,f(x)=
,
x2+kx−2k−4,0≤x≤2
x2−kx+2k−4,2<x≤4
因为y=f(x)在区间[0,4]上图象由两段抛物线段组成,且这两个抛物线开口均向上,
所以其最大值只可能是f(0)、f(2)、f(4)其中之一. …(4分)
又f(0)=-2k-4,f(2)=0,f(4)=12-2k,显然f(4)>f(0).
所以当k<6时,所求最大值为f(4)=12-2k;
当k≥6时,所求最大值为f(2)=0.…(6分)
(3)由题意得,方程x2-4-k|x-2|=0有且仅有一个解,显然,x=2已是该方程的解.…(8分)
当x≥2时,方程变为(x-2)( x+2-k)=0;
当x<2时,方程变为(x-2)( x+2+k)=0.
从而关于x的方程x+2-k=0(x≥2)有且仅有一个等于2的解或无解,且x+2+k=0(x<2)无解.
又x=2时,k=4,此时x=-6也是方程的解,不合题意.
所以关于x的方程x+2-k=0(x≥2)无解,且x+2+k=0(x<2)无解.
所以,k<4且k≤-4.
综上,k≤-4,即实数k的取值范围为(-∞,-4].…(10分)