已知函数f(x)=x|x-a|+2x.若存在a∈[-3,3],使得关于x的方程f(x)=tf(a)有三个不相等的实数根,则实数t的取值范围是(  )A. (98,54)B. (1,2524)C. (1,98)D. (1,54)

问题描述:

已知函数f(x)=x|x-a|+2x.若存在a∈[-3,3],使得关于x的方程f(x)=tf(a)有三个不相等的实数根,则实数t的取值范围是(  )
A. (

9
8
5
4
)
B. (1,
25
24
)

C. (1,
9
8
)

D. (1,
5
4
)

当-2≤a≤2时,f(x)在R上是增函数,
则关于x的方程f(x)=tf(a)不可能有三个不等的实数根,…(2分)
则当a∈(2,3]时,由f(x)=

x2+(2−a)x,x≥a
x2+(2+a)x,x<a

得x≥a时,f(x)=x2+(2-a)x,对称轴x=
a−2
2
<a,
则f(x)在x∈[a,+∞)为增函数,此时f(x)的值域为[f(a),+∞)=[2a,+∞),
x<a时,f(x)=-x2+(2+a)x,对称轴x=
a+2
2
<a,
则f(x)在x∈(-∞,
a+2
2
]为增函数,此时f(x)的值域为(-∞,
(a+2)2
4
],
f(x)在x∈[
a+2
2
,a)为减函数,此时f(x)的值域为(2a,
(a+2)2
4
];
由存在a∈(2,3],方程f(x)=tf(a)=2ta有三个不相等的实根,
则2ta∈(2a,
(a+2)2
4
),
即存在a∈(2,3],使得t∈(1,
(a+2)2
8a
)即可,
令g(a)=
(a+2)2
8a
=
1
8
(a+
4
a
+4),
只要使t<(g(a))max即可,而g(a)在a∈(2,3]上是增函数,
∴(g(a))max=g(3)=
25
24

故实数t的取值范围为(1,
25
24
);…(15分)
同理可求当a∈[-3,-2)时,t的取值范围为(1,
25
24
);
综上所述,实数t的取值范围为(1,
25
24
).…(17分)
故选B.
答案解析:当-2≤a≤2时,f(x)在R上是增函数,则关于x的方程f(x)=tf(a)不可能有三个不等的实数根;当a∈(2,3]时和当a∈[-3,-2)时,等价转化f(x)的表达式,利用函数的单调性能得到实数t的取值范围.
考试点:根的存在性及根的个数判断.
知识点:本题考查函数恒成立问题的应用,考查运算求解能力,推理论证能力,考查化归与转化思想.综合性强,难度大,有一定的探索性,对数学思维能力要求较高.