求解不等式 $\sqrt{x^2-a}\geqslant|x-1|-1$.
【难度】
【出处】
2008年全国高中数学联赛浙江省预赛
【标注】
【答案】
当 $a\leqslant0$ 时,有 $x\in\mathbb R$;当 $0\leqslant a\leqslant4$ 时,有 $x\geqslant\sqrt{a}$;当 $a>4$ 时,$x\geqslant \dfrac{a}{4}+1$
【解析】
情形1 当 $x\geqslant1$ 时,不等式为 $\sqrt{x^2-a}\geqslant x-2$,于是有$$\begin{cases}x^2-a\geqslant0,\\x-2\leqslant0.\end{cases}$$因此,当 $a\leqslant0$ 时,有 $1\leqslant x\leqslant2$;当 $0\leqslant a\leqslant1$ 时,有 $1\leqslant x\leqslant2$;当 $1\leqslant a\leqslant4$ 时,有 $\sqrt{a}\leqslant x\leqslant2$;当 $a>4$ 时,空集;$$\begin{cases}x^2-a\geqslant0,\\x-2\geqslant0,\\ \sqrt{x^2-a}\geqslant x-2,\end{cases}$$因此,当 $a\leqslant0$ 时,有 $x\geqslant2$;当 $0\leqslant a\leqslant1$ 时,有 $x\geqslant2$;当 $1\leqslant a\leqslant4$,有 $x\geqslant2$;当 $a>4$ 时,$x\geqslant \dfrac{a}{4}+1$.
情形2 当 $x<1$ 时,不等式为 $\sqrt{x^2-a}\geqslant-x$,于是有$$\begin{cases}x^2-a\geqslant0,\\-x\leqslant x,\end{cases}$$因此,当 $a\leqslant0$ 时,有 $0\leqslant x<1$;当 $0\leqslant a\leqslant1$ 时,有 $\sqrt{a}\leqslant x<1$;当 $a>1$ 时,空集.$$\begin{cases}x^2-a\geqslant0,\\-x\geqslant0,\\ \sqrt{x^2-a}\geqslant-x.\end{cases}$$因此,当 $a\leqslant0$ 时,有 $x\leqslant0$;当 $a>0$ 时,空集.
综上可得,当 $a\leqslant0$ 时,有 $x\in\mathbb R$;当 $0\leqslant a\leqslant4$ 时,有 $x\geqslant\sqrt{a}$;当 $a>4$ 时,$x\geqslant\dfrac{a}{4}+1$.
答案 解析 备注
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