已知函数 $f(x)=|x-a^2|+|x-2a+1|.$
【难度】
【出处】
2020高考全国(Ⅱ)卷(理)
【标注】
  • 知识点
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    不等式
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    解不等式
    >
    解含有绝对值的不等式
  • 知识点
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    不等式
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    解不等式
    >
    解含有绝对值的不等式
  1. 当 $a=2$ 时,求不等式 $f(x)\geqslant 4$ 的解集;
    标注
    • 知识点
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      不等式
      >
      解不等式
      >
      解含有绝对值的不等式
    答案
    $\{x|x\leqslant \frac{3}{2}\text{或}x\geqslant \frac{11}{2}\}$
    解析
    解:当 $a=2$ 时,$$ f(x)=\begin{cases}7-2x,&&x\leqslant 3,\\1,&&3<x\leqslant 4,\\2x-7,&&x>4.\end{cases}$$因此,不等式 $f(x)\geqslant 4$ 的解集为 $\{x|x\leqslant \frac{3}{2}\text{或}x\geqslant \frac{11}{2}\}.$
  2. 若 $f(x)\geqslant 4$,求 $a$ 的取值范围.
    标注
    • 知识点
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      不等式
      >
      解不等式
      >
      解含有绝对值的不等式
    答案
    $(-\infty,-1]\cup[3,+\infty)$
    解析
    解:因为 $f(x)=|x-a^2|+|x-2a+1|\geqslant |a^2-2a+1|=(a-1)^2$,故当 $(a-1)^2\geqslant 4$,即 $|a-1|\geqslant 2$ 时,$f(x)\geqslant 4$,所以当 $a\geqslant 3$ 或 $a\leqslant -1$ 时,$f(x)\geqslant 4.$
    当 $-1<a<3$ 时,$f(a^2)=|a^2-2a+1|=(a-1)^2<4.$
    所以 $a$ 的取值范围是 $(-\infty,-1]\cup[3,+\infty)$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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