对于函数f(x)=x2+2xf(x)=x^{2}+2x,在使f(x)⩾Mf(x)\geqslant M成立的所有实数MM中,我们把MM的最大值Mmax=−1M_{max}=-1叫做函数f(x)=x2+2xf(x)=x^{2}+2x的下确界,则对于a∈Ra∈R,且a≠0a\neq 0,a2−4a+6a^{2}-4a+6的下确界为___.

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完整解法

1. 理解新定义并将其转化为求最值问题

根据题意,使 f(x)⩾Mf(x) \geqslant M 恒成立的实数 MM 的最大值叫做下确界。也就是说,代数式 a2−4a+6a^2-4a+6 的下确界即为该代数式在 a∈Ra \in \mathbb{R} 且 a≠0a \neq 0 条件下的最小值。

2. 利用配方法求二次代数式的最小值

对代数式进行配方:
a2−4a+6=(a2−4a+4)+2=(a−2)2+2a^2-4a+6 = (a^2-4a+4) + 2 = (a-2)^2 + 2
因为对于任意实数 aa,都有 (a−2)2⩾0(a-2)^2 \geqslant 0,
所以 a2−4a+6⩾2a^2-4a+6 \geqslant 2。

3. 结合自变量取值范围确定最终的下确界

因为 a≠0a \neq 0,当且仅当 a=2a = 2 时,(a−2)2=0(a-2)^2 = 0,此时代数式取得最小值 22。
由于 2≠02 \neq 0,该最小值可以取到。
因此,使 a2−4a+6⩾Ma^2-4a+6 \geqslant M 恒成立的 MM 的最大值为 22,即下确界为 22。

答案

2

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