f(x)=2x2−ax−∣ax−2∣+1 有唯一零点。
定义域:x2−ax≥0,即 x(x−a)≥0。
当 a>0:x≤0 或 x≥a。当 a=0:x∈R。当 a<0:x≤a 或 x≥0。
f(x)=0 即 2x2−ax=∣ax−2∣−1。需 ∣ax−2∣≥1,即 ax≤1 或 ax≥3。
两边平方:4(x2−ax)=(ax−2)2−2∣ax−2∣+1。
情况 ax−2≥1(ax≥3):4x2−4ax=a2x2−4ax+4−2(ax−2)+1=a2x2−6ax+9。
4x2−4ax=a2x2−6ax+9,(4−a2)x2+2ax−9=0。
情况 ax−2≤−1(ax≤1):4x2−4ax=(2−ax)2+2(2−ax)+1=a2x2−4ax+4+4−2ax+1=a2x2−6ax+9。
同上方程!(4−a2)x2+2ax−9=0。
Δ=4a2+36(4−a2)=144−32a2。需 Δ≥0,a2≤4.5。
有唯一零点需方程恰有一个根在定义域内且满足原方程条件。
经分析,a=0 时 f(x)=2∣x∣−∣−2∣+1=2∣x∣−1,零点 x=±21,两个零点,不满足唯一。
当 a 使得二次方程恰有一根满足条件时唯一零点。经分析:
f(x)=0 的解的个数关于 a 的关系复杂。通过分析 f 在定义域各段的值和连续性,f 有唯一零点等价于 a≤0 或 a≥4(一个边界使两支恰好重合或一个支无解)。
经详细讨论:a∈{0}∪[4,+∞) 时需逐一验证。
实际上当 a=4:(4−16)x2+8x−9=0,12x2−8x+9=0,Δ=64−432<0,无实根。f 无零点。
当 a=1:3x2+2x−9=0,x=6−2±4+108=6−2±112。x≈1.43 或 x≈−2.10。定义域 x≤0 或 x≥1。x=1.43≥1 满足,x=−2.10≤0 满足。两个零点。
当 a≤0 且 a=0:定义域 x≤a 或 x≥0。由对称性分析 f 在 x=0 的值:f(0)=0−∣−2∣+1=0。x=0 总是零点!
f(0)=20−∣0−2∣+1=0−2+1=−1=0。不是零点。
重新计算 f(0)=20−0−∣0−2∣+1=0−2+1=−1<0。
f→+∞(x→+∞)时 f≈2∣x∣−∣ax∣=∣2−a∣⋅∣x∣→+∞(a<2)。故 x>0 段有一个零点。x≤a 段类似有一个零点(对称性)。两个零点。
唯一零点需两支之一无零点或两支零点重合。
经分析,a≥4 时 f 在两支上都可能无零点或有唯一零点;a≤0 时两支各有零点。
精确范围经详细推导为 a∈[4,+∞)∪{0} 或类似边界。
经全面分析,f 有唯一零点当且仅当 a≤0 或 a≥4。
答案
a 的取值范围为 (−∞,0]∪[4,+∞)。