已知函数f(x)=x2+ax+ax,且a<1.(1)当x∈[1,+∞)时,判断f(x)的单调性并证明;(2)在(1)的条件下,若m满足f(3m)>f(5-2m),试确定m的取值范围.(3)设函数g(x

题目简介

已知函数f(x)=x2+ax+ax,且a<1.(1)当x∈[1,+∞)时,判断f(x)的单调性并证明;(2)在(1)的条件下,若m满足f(3m)>f(5-2m),试确定m的取值范围.(3)设函数g(x

题目详情

已知函数f(x)=
x 2+ax+a
x
,且a<1.
(1)当x∈[1,+∞)时,判断f(x)的单调性并证明;
(2)在(1)的条件下,若m满足f(3m)>f(5-2m),试确定m的取值范围.
(3)设函数g(x)=x•f(x)+|x2-1|+(k-a)x-a,k为常数.若关于x的方程g(x)=0在(0,2)上有两个解x1,x2,求k的取值范围,并比较
1
x1
+
1
x2
与4的大小.
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

(1)由题得:f(x)=x+class="stub"a
x
+a,设1≤x1<x2,
f(x1)-f(x2)=(x1+class="stub"a
x1
+a)-(x2+class="stub"a
x2
+a)=x1-x2+class="stub"a
x1
-class="stub"a
x2

=(x1-x2)
(x1x2-a)
x1x2

∵1≤x1<x2,∴x1-x2<0,x1x2>1,又a<1,得x1x2-a>0
∴f(x1)-f(x2)<0,即f(x)在[1,+∞)上为增函数.
(2)由(1)得:f(x)在[1,+∞)上为增函数,
要满足f(5-2m)<f(3m)
只要1≤5-2m<3m,
∴m的取值范围为:1<m≤2.
(3)g(x)=x•f(x)+|x2-1|+(k-a)x-a=x2+kx+|x2-1|
g(x)=0在(0,2)上有两个解x1,x2,不妨设0<x1<x2<2,
g(x)=
kx+1,0<x≤1
2x2+kx-1,1<x<2

所以g(x)在(0,1]是单调函数,
故g(x)=0在(0,1]上至多一个解,
若1<x1<x2<2,则x1x2=-class="stub"1
2
<0,
故不符题意,
因此0<x1≤1<x2<2.
由g(x1)=0得k=-class="stub"1
x1
,所以k≤-1;
由g(x2)=0得k=class="stub"1
x2
-2x2
,所以-class="stub"7
2
<k<-1;
故当-class="stub"7
2
<k<-1时,方程g(x)=0在(0,2)上有两个解.
方法一:因为0<x1≤1<x2<2,
所以k=-class="stub"1
x1
,2x22+kx2-1=0
消去k得2x1x22-x1-x2=0
class="stub"1
x1
+class="stub"1
x2
=2x2
,因为x2<2,
所以class="stub"1
x1
+class="stub"1
x2
<4.
方法二:由g(x1)=0得x1=-class="stub"1
k,

由2x2+kx-1=0得x=
-k±
k2+8
4

因为x2∈(1,2),所以x2=
-k+
k2+8
4

class="stub"1
x1
+class="stub"1
x2
=-k+
-k+
k2+8
4
=class="stub"1
2
(
k2+8
-k)

而y=class="stub"1
2
(
k2+8
-k)
=class="stub"4
k2+8​
+k
(-class="stub"7
2
,-1)
上是减函数,
class="stub"1
2
(
k2+8
-k)
class="stub"1
2
(
(-class="stub"7
2
)
2
+8
+class="stub"7
2
)
=4.
因此,class="stub"1
x1
+class="stub"1
x2
<4.

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