每日一题[2422]论证与构造

已知实数 $a>0$,二次函数 $f(x)=ax^2-x+1$,若在任意长度为 $1$ 的闭区间上,存在两点函数值之差的绝对值不小于 $1$,则 $a$ 的最小值为_______.

答案    $4$.

解析    设长度为 $1$ 的区间为 $\left[m-\dfrac 12,m+\dfrac 12\right]$,则\[\begin{cases} f\left(m+\dfrac 12\right)-f(m)=am-\dfrac14a+\dfrac 12,\\ f(m)-f\left(m-\dfrac 12\right)=am-\dfrac14a-\dfrac 12,\end{cases}\]因此\[\left|f\left(m+\dfrac 12\right)-f(m)\right|+\left|f(m)-f\left(m-\dfrac 12\right)\right|\geqslant \left|\left(am+\dfrac14a-\dfrac 12\right)-\left(am-\dfrac14a-\dfrac 12\right)\right|,\]也即\[\left|f\left(m+\dfrac 12\right)-f(m)\right|+\left|f(m)-f\left(m-\dfrac 12\right)\right|\geqslant \dfrac 12a,\]取 $m=\dfrac {1}{2a}$,则\[\left|f\left(m+\dfrac 12\right)-f(m)\right|=\left|f(m)-f\left(m-\dfrac 12\right)\right|=\dfrac a4,\]因此 $a$ 的最小值为 $4$.

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