设a∈Ra\in R,若x⩽0x\leqslant 0时,恒有(ax+1)(x2−x−2a)⩽0(ax+1)(x^{2}-x-2a)\leqslant 0,则a=a=___.

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完整解法

1. 分析 $a=0$ 的情况

当 a=0a=0 时,不等式变为 1⋅(x2−x)⩽01 \cdot (x^2-x) \leqslant 0,即 x(x−1)⩽0x(x-1) \leqslant 0,解得 0⩽x⩽10 \leqslant x \leqslant 1。
这显然不能在 x⩽0x \leqslant 0 时恒成立。因此 a=0a=0 不合题意。

2. 分析 $a<0$ 的情况

当 a<0a<0 时,对于任意的 x⩽0x \leqslant 0,有 ax⩾0ax \geqslant 0,从而 ax+1⩾1>0ax+1 \geqslant 1 > 0。
若要使恒有 (ax+1)(x2−x−2a)⩽0(ax+1)(x^2-x-2a) \leqslant 0,则必须有 x2−x−2a⩽0x^2-x-2a \leqslant 0 对任意 x⩽0x \leqslant 0 恒成立。
然而,二次函数 g(x)=x2−x−2ag(x) = x^2-x-2a 的图象开口向上,当 x→−∞x \to -\infty 时,g(x)→+∞g(x) \to +\infty,因此不可能在 x⩽0x \leqslant 0 时恒有 g(x)⩽0g(x) \leqslant 0。
故 a<0a<0 无解。

3. 分析 $a>0$ 的情况并建立方程

当 a>0a>0 时,一次函数 y=ax+1y=ax+1 的零点为 x=−1a<0x = -\frac{1}{a} < 0。

  • 当 x<−1ax < -\frac{1}{a} 时,ax+1<0ax+1 < 0,要使 (ax+1)(x2−x−2a)⩽0(ax+1)(x^2-x-2a) \leqslant 0,必须有 x2−x−2a⩾0x^2-x-2a \geqslant 0;
  • 当 −1a<x⩽0-\frac{1}{a} < x \leqslant 0 时,ax+1>0ax+1 > 0,要使 (ax+1)(x2−x−2a)⩽0(ax+1)(x^2-x-2a) \leqslant 0,必须有 x2−x−2a⩽0x^2-x-2a \leqslant 0。
    因为二次函数 g(x)=x2−x−2ag(x) = x^2-x-2a 开口向上,且 g(0)=−2a<0g(0) = -2a < 0,说明在区间 [−1a,0][-\frac{1}{a}, 0] 上 g(x)⩽0g(x) \leqslant 0,在 (−∞,−1a)(-\infty, -\frac{1}{a}) 上 g(x)⩾0g(x) \geqslant 0。
    这就要求 x=−1ax = -\frac{1}{a} 恰好是 g(x)=0g(x) = 0 的一个根(即较小的那个实根)。
    将 x=−1ax = -\frac{1}{a} 代入 x2−x−2a=0x^2-x-2a = 0,得:
    \left(-\frac{1}{a}\right)^2 - \left(- rac{1}{a}\right) - 2a = 0

4. 求解方程并进行检验

由 1a2+1a−2a=0\frac{1}{a^2} + \frac{1}{a} - 2a = 0,两边同乘 a2a^2(由于 a>0a>0)整理得:
2a3−a−1=02a^3 - a - 1 = 0
因式分解得:
(a−1)(2a2+2a+1)=0(a-1)(2a^2+2a+1) = 0
因为 2a2+2a+1=2(a+12)2+12>02a^2+2a+1 = 2\left(a+\frac{1}{2}\right)^2 + \frac{1}{2} > 0 恒成立,所以方程唯一的实数解为 a=1a=1。
当 a=1a=1 时,原不等式为 (x+1)(x2−x−2)⩽0(x+1)(x^2-x-2) \leqslant 0,即 (x+1)2(x−2)⩽0(x+1)^2(x-2) \leqslant 0。
因为 (x+1)2⩾0(x+1)^2 \geqslant 0,当 x⩽0x \leqslant 0 时 x−2⩽−2<0x-2 \leqslant -2 < 0,所以不等式确实恒成立。
综上所述,满足题意的 aa 值为 11。

答案

1

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