题文
设函数f(x)=ax-x2-1,(1)当a=2时,解不等式f(x)≤f(1);
(2)求a的取值范围,使得函数f(x)在[1,+∞)上为单调函数. 题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)a=2时,f(x)≥f(1)可化为:2(x-1)≤x2-1,等价于:x-1≥04(x-1)2≤x2-1①或 x-1<0x2-1≥0②解①得 1≤x≤53,解②得 x≤-1.
所以,原不等式的解集为 {x|1≤x≤53或x≤-1}.
(2)任取x1,x2∈[1,+∞),且x1<x2,则
f(x1)-f(x2)=(ax1-x12-1)-(ax2-x22-1) =a(x1-x2)-(x12-1-x22-1) =a(x1-x2)-x12-x22x12-1+x22-1 =(x1-x2)(a-x1+x2x12-1+x22-1)
要使函数f(x)在[1,+∞)上为单调函数,需且只需:a>x1+x2x12-1+x22-1恒成立,(或a<x1+x2x12-1+x22-1恒成立).
因此,只要求出x1+x2x12-1+x22-1在条件“x1,x2∈[1,+∞),且x1<x2”之下的最大、最小值即可.
为了探求这个代数式的最值,我们可以考虑极端情况,如:x1=1,x2→1,
容易知道,此时x1+x2x12-1+x22-1→+∞;
若考虑x1<x2→+∞,则不难看出,此时x1+x2x12-1+x22-1→1,至此我们可以看出:要使得函数f(x)为单调函数,只需a≤1.
事实上,当a≤1时,由于x1+x2>x12-1+x22-1>0恒成立,
所以,x1+x2x12-1+x22-1>1.所以,在条件“x1,x2∈[1,+∞),且x1<x2”之下,必有:f(x1)-f(x2)>0.
所以,f(x)在区间[1,+∞)上单调递减.
当a>1时,由(1)可以看出:特例a=2的情况下,存在f(1)=f(53).
由此可以猜想:函数f(x)在区间[1,+∞)上不是单调函数.
为了说明这一点,只需找到x1,x2∈[1,+∞),使得f(x1)=f(x2)即可.
简便起见,不妨取x1=1,此时,可求得x2=a2+1a2-1>1,也即:f(1)=f(a2+1a2-1)=a,所以,f(x)在区间[1,+∞)上不是单调函数.
另f′(x)=a-xx2-1,对x∈[1,+∞),易知:
当x→1时,xx2-1→+∞;当x→+∞时,xx2-1→1;
所以当x∈[1,+∞)时,xx2-1>1,
从而只须a≤1,必有f'(x)<0,函数在x∈[1,+∞)上单调递减.
解析
x2-1考点
据考高分专家说,试题“设函数f(x)=ax-x2-1,(1)当.....”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。


