15.若函数 $f(x)=a x^{2}-2 x-\left|x^{2}-a x+1\right|$ 有且仅有两个零点,则 $a$ 的取值范围为 $\_\_\_\_$ .
若函数 f(x)=a x^ 2 -2 x- |x^ 2 -…——2023 高考数学第 15 题答案解析
2023_天津卷 (2023)
完整解析 · 逐步详解
【答案】 $(-\infty, 0) \cup(0,1) \cup(1,+\infty)$
## 【解析】
【分析】根据绝对值的意义,去掉绝对值,求出零点,再根据根存在的条件即可判断 $a$ 的取值范围.
【详解】(1)当 $x^{2}-a x+1 \geq 0$ 时,$f(x)=0 \Leftrightarrow(a-1) x^{2}+(a-2) x-1=0$ ,
即 $[(a-1) x-1](x+1)=0$ ,
若 $a=1$ 时,$x=-1$ ,此时 $x^{2}-a x+1 \geq 0$ 成立;
若 $a \neq 1$ 时,$x=\frac{1}{a-1}$ 或 $x=-1$ ,
若方程有一根为 $x=-1$ ,则 $1+a+1 \geq 0$ ,即 $a \geq-2$ 且 $a \neq 1$ ;
若方程有一根为 $x=\frac{1}{a-1}$ ,则 $\left(\frac{1}{a-1}\right)^{2}-a \times \frac{1}{a-1}+1 \geq 0$ ,解得:$a \leq 2$ 且 $a \neq 1$ ;
若 $x=\frac{1}{a-1}=-1$ 时,$a=0$ ,此时 $1+a+1 \geq 0$ 成立.
(2)当 $x^{2}-a x+1<0$ 时,$f(x)=0 \Leftrightarrow(a+1) x^{2}-(a+2) x+1=0$ ,
即 $[(a+1) x-1](x-1)=0$ ,
若 $a=-1$ 时,$x=1$ ,显然 $x^{2}-a x+1<0$ 不成立;
若 $a \neq-1$ 时,$x=1$ 或 $x=\frac{1}{a+1}$ ,
若方程有一根为 $x=1$ ,则 $1-a+1<0$ ,即 $a>2$ ;
若方程有一根为 $x=\frac{1}{a+1}$ ,则 $\left(\frac{1}{a+1}\right)^{2}-a \times \frac{1}{a+1}+1<0$ ,解得:$a<-2$ ;
若 $x=\frac{1}{a+1}=1$ 时,$a=0$ ,显然 $x^{2}-a x+1<0$ 不成立;
综上,
当 $a<-2$ 时,零点为 $\frac{1}{a+1}, \frac{1}{a-1}$ ;
当 $-2 \leq a<0$ 时,零点为 $\frac{1}{a-1},-1$ ;
当 $a=0$ 时,只有一个零点 -1 ;
当 $0当 $a=1$ 时,只有一个零点 -1 ;
当 $1当 $a>2$ 时,零点为 $1,-1$ .
所以,当函数有两个零点时,$a \neq 0$ 且 $a \neq 1$ .
故答案为:$(-\infty, 0) \cup(0,1) \cup(1,+\infty)$ .
【点睛】本题的解题关键是根据定义去掉绝对值,求出方程的根,再根据根存在的条件求出对应的范围,然后根据范围讨论根(或零点)的个数,从而解出。