每日一题[2757]最值函数零点

已知 $f(x)=\min \left\{|x|-2, x^{2}-a x+3 a-5\right\}$,若 $f(x)$ 至少有 $ 3$ 个零点,则实数 $a$ 的取值范围是_______.

答案    $[10,+\infty)$.

解析    设 $g(x)=|x|-2$,$h(x)=x^2-ax+3a-5$,$h(x)$ 对应的判别式 $\Delta=a^2-12a+20$,当 $\Delta<0$ 时 $f(x)$ 至多有 $2$ 个零点(实际上就是 $2$ 个零点),不符合题意.因此 $a\leqslant 2$ 或 $a\geqslant 10$. 当 $\Delta=0$ 时,容易验证 $a=10$ 符合题意. 当 $\Delta>0$ 时,设 $g(x)$ 的两个零点分别为 $x_1=-2$,$x_2=2$,$h(x)$ 的两个零点分别为 $x_3,x_4$($x_3<x_4$),记 $A=[x_1,x_2]$,$B=[x_3,x_4]$,则

命题 $p$     $t$ 不为 $f(x)$ 的零点或者是重零点;

命题 $q$      $t$ 是 $g(x)$ 的零点且 $t\in B$,或者 $t$ 是 $h(x)$ 的零点且 $t\in A$;

二者等价.这就说明若 $f(x)$ 至少有 $3$ 个零点,那么 $g(x)$ 与 $h(x)$ 的零点的排列只可能是 $x_1,x_2,x_3,x_4$ 或者 $x_3,x_4,x_1,x_2$.也即\[\begin{cases} \dfrac a2>2,\\ h(2)>0,\end{cases}\lor \begin{cases} \dfrac a2<-2,\\ h(-2)>0,\end{cases}\]解得实数 $a$ 的取值范围是 $[10,+\infty)$.

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