题文
已知函数f(x)=aa2-1(ax-a-x),其中a>0且a≠1.(1)分别判断f(x)在(-∞,+∞)上的单调性;
(2)比较f(1)-1与f(2)-2、f(2)-2与f(3)-3的大小,由此归纳出一个更一般的结论,并证明;
(3)比较f(1)1与f(2)2、f(2)2与f(3)3的大小,由此归纳出一个更一般的结论,并证明. 题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)f/(x)=aa2-1(ax+a-x)lna,若0<a<1,则aa2-1<0,lna<0,所以f/(x)>0;
若a>1,则aa2-1>0,lna>0,所以f/(x)>0,
因此,任意a>0且a≠1,都有f/(x)>0,f(x)在(-∞,+∞)上的单调递增.
(2)直接计算知f(1)-1=0,f(2)-2=a+a-1-2,f(3)-3=a2+a-2-2,
根据基本不等式a+a-1-2>0,所以f(2)-2>f(1)-1,
又因为(a2+a-2-2)-(a+a-1-2)=[(a+a-1)2-(a-a-1)2]=(a-a-1)2(a+a-1+1)=1a(a-1)2(a+a-1+1)>0,
所以f(3)-3>f(2)-2.
假设∀x>0,f(x+1)-(x+1)>f(x)-x.
记g(x)=[f(x+1)-(x+1)]-[f(x)-x]aa2-1[(ax+1-a-x-1)-(ax-a-x)]-1=ax+1+a-xa+1-1,g/(x)=ax+1-a-xa+1lna.与(1)类似地讨论知,对∀x>0和∀a>0且a≠1都有g/(x)>0,g(x)在[0,+∞)上的单调递增,g(0)=0,
所以g(x)>g(0)=0,即∀x>0,f(x+1)-(x+1)>f(x)-x.
(3)f(1)1=1,f(2)2=12(a+a-1),f(3)3=a2+1+a-23,
根据基本不等式f(2)2=12(a+a-1)>1=f(1)1,f(3)3-f(2)2>f(3)3-[f(2)2]2=(a-a-1)212>0,
所以f(3)3>f(2)2>f(1)1.
假设∀x>0,f(x+1)x+1>f(x)x.
记g(x)=f(x)x,x>0,g/(x)=xf/(x)-f(x)x2ax2×x(ax+a-x)lna-(ax-a-x)a2-1,
设h(x)=x(ax+a-x)lna-(ax-a-x)a2-1,
则h(0)=0且h/(x)=x(ax-a-x)ln2aa2-1,
类似(1)的讨论知h/(x)=x(ax-a-x)ln2aa2-1>0,
从而h(x)>h(0)=0,g/(x)>0,g(x)在R+上单调增加,
所以∀x>0,f(x+1)x+1>f(x)x.
解析
aa2-1考点
据考高分专家说,试题“已知函数f(x)=aa2-1(ax-a-.....”主要考查你对 [函数的单调性、最值 ]考点的理解。 函数的单调性、最值单调性的定义:
1、对于给定区间D上的函数f(x),若对于任意x1,x2∈D,当x1<x2时,都有f(x1)<f(x2),则称f(x)是区间上的增函数;当x1<x2时,都有f(x1)>f(x2),则称f(x)是区间D上的减函数。
2、如果函数y=f(x)在区间上是增函数或减函数,就说函数y=f(x)在区间D上具有(严格的)单调性,区间D称为函数f(x)的单调区间。如果函数y=f(x)在区间D上是增函数或减函数,区间D称为函数f(x)的单调增或减区间
3、最值的定义:
最大值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M,满足: ①对于任意的x∈I,都有f(x)≤M;②存在x0∈I,使得f(x0)=M;那么,称M是f(x)的最大值.
最小值:一般地,设函数y=f(x)的定义域为I,如果存在实数M,满足: ①对于任意的x∈I,都有f(x)≥M;②存在x0∈I,使得f(x0)=M;那么,称M是f(x)的最小值
判断函数f(x)在区间D上的单调性的方法:
(1)定义法:其步骤是:
①任取x1,x2∈D,且x1<x2;
②作差f(x1)-f(x2)或作商
,并变形;
③判定f(x1)-f(x2)的符号,或比较
与1的大小;
④根据定义作出结论。
(2)复合法:利用基本函数的单调性的复合。
(3)图象法:即观察函数在区间D上部分的图象从左往右看是上升的还是下降的。


