若关于 $x$ 的不等式 $\log_{\frac 1a}(\sqrt{x^2-a|x|+5}+1)\cdot \log_5(x^2-a|x|+6)+\log_a 3\geqslant 0$ 的解集中的元素有且只有两个,则实数 $a$ 的值是 .
【难度】
【出处】
无
【标注】
【答案】
$2$
【解析】
易知 $a>0$ 且 $a\ne 1$,不等式解集中的两个元素是一对非零相反数.记\[u=x^2-a|x|+5,\]则原不等式化为$$\dfrac{\log_3(\sqrt u+1)}{-\log_3a}\cdot \log_5(u+1)+\log_a 3 \geqslant 0.$$情形一 $0<a<1$.此时 $u>0$,原不等式化为$$\log_3(\sqrt u +1)\cdot \log_5(u+1)\geqslant 1.$$函数\[f(u)=\log_3(\sqrt u +1)\cdot \log_5(u+1)\]是增函数,且 $f(4)=1$.故不等式的解为 $u\geqslant 4$,即$$x^2-a|x|+5 \geqslant 4.$$此不等式的解集中有无穷多个元素.
情形二 $a>1$.此时原不等式化为$$\log_3(\sqrt u +1)\cdot \log_5(u+1)\leqslant 1,$$因而不等式的解集为\[0\leqslant u\leqslant 4,\]因此\[x^2-a|x|+5\leqslant 4,\]的解集中的元素是一对非零相反数,从而方程 $x^2-ax+5=4$ 有相等的两个正根,解得 $a=2$.
综上所述,实数 $a$ 的值是 $2$.
综上所述,实数 $a$ 的值是 $2$.
题目
答案
解析
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