1. 利用偶函数性质简化已知不等式
因为函数 f(x) 是定义在 R 上的偶函数,所以对于任意实数 a,都有 f(−a)=f(a)。
将此性质代入不等式 f(a)+f(−a)<4,可得:
2f(a)<4
化简得:
f(a)<2
2. 利用偶函数性质将自变量限制在非负区间
为了能够利用当 x⩾0 时的函数解析式,再次利用偶函数性质:
f(a)=f(∣a∣)
因此,不等式 f(a)<2 等价于:
f(∣a∣)<2
3. 代入解析式求解关于 $|a|$ 的一元二次不等式
因为 ∣a∣⩾0,当 x⩾0 时 f(x)=x2+x,故 f(∣a∣)=∣a∣2+∣a∣。
原不等式转化为:
∣a∣2+∣a∣<2
整理得:
∣a∣2+∣a∣−2<0
因式分解得:
(∣a∣−1)(∣a∣+2)<0
解得:
−2<∣a∣<1
结合绝对值的非负性 ∣a∣⩾0,可得:
0⩽∣a∣<1
4. 解除绝对值,确定实数 $a$ 的取值范围
由不等式 ∣a∣<1 解得:
−1<a<1
即实数 a 的取值范围为 (−1,1)。