已知函数f(x)=x2+x+4x(x>0)-x2-x+4x(x<0),(Ⅰ)求证:函数f(x)是偶函数;(Ⅱ)判断函数f(x)分别在区间(0,2],[2,+∞)上的单调性,并加以证明.-数学

题目简介

已知函数f(x)=x2+x+4x(x>0)-x2-x+4x(x<0),(Ⅰ)求证:函数f(x)是偶函数;(Ⅱ)判断函数f(x)分别在区间(0,2],[2,+∞)上的单调性,并加以证明.-数学

题目详情

已知函数f(x)=
x2+x+4
x
(x>0)
-
x2-x+4
x
(x<0)

(Ⅰ)求证:函数f(x)是偶函数;
(Ⅱ)判断函数f(x)分别在区间(0,2],[2,+∞)上的单调性,并加以证明.
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

(Ⅰ)由题可知函数定义域关于原点对称.
当x>0时,-x<0,
f(x)=
x2+x+4
x
,f(-x)=
(-x2)-(-x)+4
(-x)
=
x2+x+4
x

∴f(x)=f(-x).
当x<0时,-x>0,
f(x)=-
x2-x+4
x
,f(-x)=
(-x2)+(-x)+4
(-x)
=-
x2-x+4
x

∴f(x)=f(-x).
综上所述,对于x≠0,都有f(x)=f(-x),∴函数f(x)是偶函数.
(Ⅱ)当x>0时,f(x)=
x2+x+4
x
=x+class="stub"4
x
+1

设x2>x1>0,则f(x2)-f(x1)=
x2-x1
x1x2
(x1x2-4)

当x2>x1≥2时,f(x2)-f(x1)>0;当2≥x2>x1>0时,f(x2)-f(x1)<0,
∴函数f(x)在(0,2]上是减函数,函数f(x)在[2,+∞)上是增函数.
(另证:当x>0,f(x)=
x2+x+4
x
=x+class="stub"4
x
+1,f′(x)=1-class="stub"4
x2

0<x≤2⇒0<x2≤4⇔class="stub"4
x2
≥1⇔1-class="stub"4
x2
≤0

x≥2⇔x2≥4⇔0<class="stub"4
x2
≤1⇔1-class="stub"4
x2
≥0

∴函数f(x)在(0,2]上是减函数,在[2,+∞)上是增函数.

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