已知函数f(x)=3xf(x)=3^{x},g(x)=∣x+a∣− 2(a∈R).g(x)=|x+a|-\:2(a\in R).若函数y=f(g(x))y=f(g(x))是偶函数,则a=a=;;若函数y=g(f(x))y=g(f(x))存在两个零点,则aa的一个取值是.

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完整解法

1. 利用偶函数的定义求解 $a$ 的值

根据题意,复合函数 y=f(g(x))=3∣x+a∣−2y = f(g(x)) = 3^{|x+a|-2}。
因为 y=f(g(x))y = f(g(x)) 是偶函数,所以其定义域为 R\mathbb{R},且满足对任意的 x∈Rx \in \mathbb{R},恒有 f(g(−x))=f(g(x))f(g(-x)) = f(g(x))。
即:3∣−x+a∣−2=3∣x+a∣−23^{|-x+a|-2} = 3^{|x+a|-2}
从而有:∣−x+a∣=∣x+a∣|-x+a| = |x+a|
两边平方得:(x−a)2=(x+a)2  ⟹  x2−2ax+a2=x2+2ax+a2(x-a)^2 = (x+a)^2 \implies x^2 - 2ax + a^2 = x^2 + 2ax + a^2
化简得:4ax=04ax = 0
由于此等式对任意 x∈Rx \in \mathbb{R} 恒成立,所以必有 a=0a = 0。

2. 将复合函数零点问题转化为方程根的存在性问题

对于函数 y=g(f(x))=∣3x+a∣−2y = g(f(x)) = |3^x + a| - 2。
若该函数存在两个零点,即关于 xx 的方程 ∣3x+a∣−2=0|3^x + a| - 2 = 0 有两个不同的实数解。
由此方程可得:∣3x+a∣=2|3^x + a| = 2
拆开绝对值符号得两个方程:

  1. 3x+a=2  ⟹  3x=2−a3^x + a = 2 \implies 3^x = 2 - a
  2. 3x+a=−2  ⟹  3x=−2−a3^x + a = -2 \implies 3^x = -2 - a

3. 结合指数函数的值域求解 $a$ 的取值范围并给出一个具体取值

因为对于任意实数 xx,恒有 3x>03^x > 0,
所以方程 (1) 3x=2−a3^x = 2 - a 有唯一实数解的充要条件是 2−a>0  ⟹  a<22 - a > 0 \implies a < 2;
方程 (2) 3x=−2−a3^x = -2 - a 有唯一实数解的充要条件是 −2−a>0  ⟹  a<−2-2 - a > 0 \implies a < -2。
由于 2−a≠−2−a2 - a \neq -2 - a 恒成立,所以上述两个方程的解若存在,必不相同。
因此,方程 ∣3x+a∣−2=0|3^x + a| - 2 = 0 有两个不同实数解的充要条件是:
{a<2a<−2  ⟹  a<−2\begin{cases} a < 2 \\ a < -2 \end{cases} \implies a < -2
所以 aa 的取值范围是 (−∞,−2)(-\infty, -2)。任取其中一个值,例如 a=−3a = -3 即可。

答案

0; -3 (注: 第二空填任意小于 -2 的常数均可)

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