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2023年高考数学甲卷-理23

  2023-07-08 11:30:10  

[选修4-5:不等式选讲](10分)
23.已知$f(x)=2\vert x-a\vert -a$,$a > 0$.
(1)解不等式$f(x) < x$;
(2)若曲线$y=f(x)$与$x$轴所围成的面积为2,求$a$.
答案:(1)解集为$(\dfrac{a}{3}$,$3a)$,其中$a > 0$;(2)$a=2$.
分析:(1)根据绝对值不等式的解法,化归转化,即可求解;
(2)根据题意可知$f(x)$的对称轴为$x=a$,最低点坐标为$(a,-a)$,再求出$f(x)$的零点,再根据题意建立方程,即可求解.
解:(1)$\because f(x)=2\vert x-a\vert -a$,$a > 0$,
$\therefore f(x) < x$可化为:
$2\vert x-a\vert -a < x$,
$\therefore 2\vert x-a\vert  < x+a$,
$\therefore -(x+a) < 2(x-a) < x+a$,
$\therefore$$\left\{\begin{array}{l}{3x > a}\\ {x < 3a}\end{array}\right.$,又$a > 0$,
$\therefore$$\dfrac{a}{3} < x < 3a$,
$\therefore$原不等式的解集为$(\dfrac{a}{3}$,$3a)$,其中$a > 0$;
(2)$\because f(x)=2\vert x-a\vert -a=\left\{\begin{array}{l}{2x-3a,x\geqslant a}\\ {a-2x,x < a}\end{array}\right.$,$a > 0$,
$\therefore f(x)$的对称轴为$x=a$,且最低点的坐标为$(a,-a)$
令$f(x)=2\vert x-a\vert -a=0$,可得$f(x)$的两零点分别为$x=\dfrac{a}{2}$和$x=\dfrac{3a}{2}$,
函数图象大致如下:

$\therefore$曲线$y=f(x)$与$x$轴所围成的面积为$\dfrac{1}{2}\times (\dfrac{3a}{2}-\dfrac{a}{2})\times a=2$,
$\therefore$解得$a=2$.
点评:本题考查绝对值不等式的解法,函数的性质,化归转化思想,方程思想,属中档题.

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