2015年高考北京卷理科数学第14题(填空压轴题):
设函数\(f(x)=\begin{cases}2^x-a,&x<1,\\4(x-a)(x-2a),&x\geqslant 1.\end{cases}\).
① 若\(a=1\),则\(f(x)\)的最小值为_______;
② 若\(f(x)\)恰有\(2\)个零点,则实数\(a\)的取值范围是_______.
正确答案是\(-1\);\(\left[\dfrac 12,1\right)\cup\left[2,+\infty\right)\).
① 当\(a=1\)时,函数\(f(x)\)的图象如图,最小值为\(-1\).
② 分段考虑函数\(f(x)\)的零点.
直线\(x=1\)左侧.
\(y=2^x-a\)单调递增,且在\(x<1\)时取值范围为\((-a,2-a)\),于是只有当\(0<a<2\)时函数\(f(x)\)在直线\(x=1\)左侧存在零点.
直线\(x=1\)右侧(含\(x=1\)).
考虑\(y=4(x-a)(x-2a)\)的两个零点\(x=a\)和\(x=2a\),分别与\(x=1\)进行比较,划分区间讨论,可得函数\(f(x)\)在\(x\geqslant 1\)时的零点个数为\[\begin{cases}0,&2a<1,\\1,&a<1\leqslant 2a,\\2,&1\leqslant a.\end{cases}\]
综合以上,可得函数\(f(x)\)恰有两个零点时,\(a\)的取值范围是\(\left[\dfrac 12,1\right)\cup\left[2,+\infty\right)\).