12.設(shè)函數(shù)f(x)=|2x+a|+|x-$\frac{1}{a}$|.
(Ⅰ)當(dāng)a=1時(shí),解不等式f(x)<x+3;
(Ⅱ)當(dāng)a>0時(shí),證明:f(x)≥$\sqrt{2}$.

分析 (I)當(dāng)a=1時(shí),不等式f(x)=|2x+1|+|x-1|=$\left\{\begin{array}{l}{-3x,x<-\frac{1}{2}}\\{x+2,-\frac{1}{2}≤x≤1}\\{3x,x>1}\end{array}\right.$.由f(x)<x+3,可得:$\left\{\begin{array}{l}{x<-\frac{1}{2}}\\{-3x<x+3}\end{array}\right.$,或$\left\{\begin{array}{l}{-\frac{1}{2}≤x≤1}\\{x+2<x+3}\end{array}\right.$,或$\left\{\begin{array}{l}{x>1}\\{3x<x+3}\end{array}\right.$,解出即可得出.
(II)當(dāng)a>0時(shí),f(x)=|2x+a|+|x-$\frac{1}{a}$|=$\left\{\begin{array}{l}{3x+a-\frac{1}{a},x>\frac{1}{a}}\\{x+a+\frac{1}{a},-\frac{a}{2}≤x≤\frac{1}{a}}\\{-3x-a+\frac{1}{a},x<-\frac{a}{2}}\end{array}\right.$.利用單調(diào)性即可證明.

解答 解:(I)當(dāng)a=1時(shí),不等式f(x)=|2x+1|+|x-1|=$\left\{\begin{array}{l}{-3x,x<-\frac{1}{2}}\\{x+2,-\frac{1}{2}≤x≤1}\\{3x,x>1}\end{array}\right.$.
由f(x)<x+3,可得:$\left\{\begin{array}{l}{x<-\frac{1}{2}}\\{-3x<x+3}\end{array}\right.$,或$\left\{\begin{array}{l}{-\frac{1}{2}≤x≤1}\\{x+2<x+3}\end{array}\right.$,或$\left\{\begin{array}{l}{x>1}\\{3x<x+3}\end{array}\right.$,
解得:$-\frac{3}{4}<x<-\frac{1}{2}$,或$-\frac{1}{2}≤x≤1$,或$1<x<\frac{3}{2}$.
∴不等式f(x)<x+3的解集為:$(-\frac{3}{4},\frac{3}{2})$.
證明:(II)當(dāng)a>0時(shí),f(x)=|2x+a|+|x-$\frac{1}{a}$|=$\left\{\begin{array}{l}{3x+a-\frac{1}{a},x>\frac{1}{a}}\\{x+a+\frac{1}{a},-\frac{a}{2}≤x≤\frac{1}{a}}\\{-3x-a+\frac{1}{a},x<-\frac{a}{2}}\end{array}\right.$.
當(dāng)x>$\frac{1}{a}$時(shí),f(x)>$\frac{2}{a}$+a.
當(dāng)x<-$\frac{a}{2}$時(shí),f(x)>$\frac{a}{2}$+$\frac{1}{a}$.
當(dāng)$-\frac{a}{2}≤x≤\frac{1}{a}$時(shí),$\frac{a}{2}$+$\frac{1}{a}$≤f(x)≤$\frac{2}{a}$+a.
∴f(x)min=$\frac{a}{2}$+$\frac{1}{a}$≥$2\sqrt{\frac{a}{2}×\frac{1}{a}}$=$\sqrt{2}$,當(dāng)且僅當(dāng)a=$\sqrt{2}$時(shí)取等號(hào).

點(diǎn)評(píng) 本題考查了絕對(duì)值不等式的解法、函數(shù)的單調(diào)性,考查了分類討論方法、推理能力與計(jì)算能力,屬于中檔題.

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