已知[x][x]表示不超过xx的最大整数,称为高斯取整函数,例如[3.4]=3[3.4]=3,[−4.2]=−5[-4.2]=-5,方程[2x2−x]=0[2x^{2}-x]=0的解集为AA,集合B={x∣6x2−5ax+a2>0}B=\{x|6x^{2}-5ax+a^{2}>0\},且A∪B=RA∪B=R ,则实数aa的取值范围是
A. −1⩽a⩽0-1\leqslant a\leqslant 0或32⩽a<2\dfrac{3}{2}\leqslant a< 2
B. −1<a<0-1< a< 0或32⩽a<2\dfrac{3}{2}\leqslant a< 2
C. −1<a⩽0-1< a\leqslant 0或32⩽a<2\dfrac{3}{2}\leqslant a< 2
D. −1⩽a⩽0-1\leqslant a\leqslant 0或32<a⩽2\dfrac{3}{2}< a\leqslant 2

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完整解法

1. 确定集合 $A$ 的元素范围

根据高斯取整函数的定义,由 [2x2−x]=0[2x^2 - x] = 0,得 0⩽2x2−x<10 \leqslant 2x^2 - x < 1。
我们可以将其化为不等式组进行求解:

  1. 2x2−x⩾0  ⟹  x(2x−1)⩾0  ⟹  x⩽02x^2 - x \geqslant 0 \implies x(2x - 1) \geqslant 0 \implies x \leqslant 0 或 x⩾12x \geqslant \frac{1}{2};
  2. 2x2−x<1  ⟹  2x2−x−1<0  ⟹  (2x+1)(x−1)<0  ⟹  −12<x<12x^2 - x < 1 \implies 2x^2 - x - 1 < 0 \implies (2x + 1)(x - 1) < 0 \implies -\frac{1}{2} < x < 1。
    求其交集,可得:−12<x⩽0-\frac{1}{2} < x \leqslant 0 或 12⩽x<1\frac{1}{2} \leqslant x < 1。
    所以,集合 A={x∣−12<x⩽0 或 12⩽x<1}A = \{x \mid -\frac{1}{2} < x \leqslant 0 \text{ 或 } \frac{1}{2} \leqslant x < 1\}。

2. 分析集合 $B$ 的补集并将其与集合 $A$ 关联

由 A∪B=RA \cup B = \mathbb{R} 可得,集合 BB 在实数集中的补集 BCB^C 必须是集合 AA 的子集,即 BC⊆AB^C \subseteq A。
因为 B={x∣6x2−5ax+a2>0}B = \{x \mid 6x^2 - 5ax + a^2 > 0\},
所以 BC={x∣6x2−5ax+a2⩽0}B^C = \{x \mid 6x^2 - 5ax + a^2 \leqslant 0\}。
对二次式因式分解得:(2x−a)(3x−a)⩽0(2x - a)(3x - a) \leqslant 0,两根为 x=a2x = \frac{a}{2} 和 x=a3x = \frac{a}{3}。

3. 对参数 $a$ 进行分类讨论,求出 $a$ 的取值范围

下面对参数 aa 的取值进行分类讨论:

  1. 当 a>0a > 0 时,a3<a2\frac{a}{3} < \frac{a}{2},此时 BC=[a3,a2]B^C = [\frac{a}{3}, \frac{a}{2}]。
    因为 a>0a > 0,所以 BCB^C 的元素均为正数。要使 BC⊆AB^C \subseteq A 成立,只需 BC⊆[12,1)B^C \subseteq [\frac{1}{2}, 1),
    即 {a3⩾12a2<1\left\{\begin{array}{l} \frac{a}{3} \geqslant \frac{1}{2} \\ \frac{a}{2} < 1 \end{array}\right.,解得 32⩽a<2\frac{3}{2} \leqslant a < 2。

  2. 当 a<0a < 0 时,a2<a3\frac{a}{2} < \frac{a}{3},此时 BC=[a2,a3]B^C = [\frac{a}{2}, \frac{a}{3}]。
    因为 a<0a < 0,所以 BCB^C 的元素均为负数。要使 BC⊆AB^C \subseteq A 成立,只需 BC⊆(−12,0]B^C \subseteq (-\frac{1}{2}, 0],
    即 {a2>−12a3⩽0\left\{\begin{array}{l} \frac{a}{2} > -\frac{1}{2} \\ \frac{a}{3} \leqslant 0 \end{array}\right.,解得 −1<a<0-1 < a < 0。

  3. 当 a=0a = 0 时,B={x∣x≠0}B = \{x \mid x \neq 0\},而 0∈A0 \in A,所以 A∪B=RA \cup B = \mathbb{R} 成立,即 a=0a = 0 符合题意。

综上所述,实数 aa 的取值范围是 −1<a⩽0-1 < a \leqslant 0 或 32⩽a<2\frac{3}{2} \leqslant a < 2。
对比选项,可知应选 C。

答案

C

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