每日一题[2049]分离变量

已知函数 $f(x)=\begin{cases} x^3,&x\geqslant 0,\\ -x,&x<0.\end{cases}$ 若函数 $g(x)=f(x)-|kx^2-2x|$($k\in\mathbb R$)恰有 $4$ 个零点,则 $k$ 的取值范围是(        )

A.$\left(-\infty,-\dfrac 12\right)\cup\left(2\sqrt 2,+\infty\right)$

B.$\left(-\infty,-\dfrac 12\right)\cup\left(0,2\sqrt 2\right)$

C.$\left(-\infty,0\right)\cup\left(0,2\sqrt 2\right)$

D.$(-\infty,0)\cup\left(2\sqrt 2,+\infty\right)$

答案    D.

解析    显然 $x=0$ 是 $g(x)$ 的一个零点.接下来考虑 $x\ne 0$,恰有 $3$ 个零点.考虑方程\[|kx-2|=\begin{cases} x^2,&x> 0,\\ -x,&x<0,\end{cases}\iff kx-2=\begin{cases} x^2,&x> 0,\\ -x,&x<0,\end{cases} \lor kx-2=\begin{cases} -x^2,&x> 0,\\ x,&x<0,\end{cases}\]也即\[k=\begin{cases} x+\dfrac 2x,&x> 0,\\ \dfrac 3x,&x<0,\end{cases}\lor k=\begin{cases} -x+\dfrac 2x,&x>0,\\ \dfrac 1x,&x<0,\end{cases}\]如图,作出\[h_1(x)=\begin{cases} x+\dfrac 2x,&x> 0,\\ \dfrac 3x,&x<0,\end{cases}\quad h_2(x)=\begin{cases} -x+\dfrac 2x,&x>0,\\ \dfrac 1x,&x<0,\end{cases}\]的图象以及直线 $y=k$,可得 $k$ 的取值范围是 $(-\infty,0)\cup\left(2\sqrt 2,+\infty\right)$.

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