题目内容
【题目】若函数f(x)对于定义域内的任意x都满足 ,则称f(x)具有性质M.
(1)很明显,函数 (x∈(0,+∞)具有性质M;请证明 (x∈(0,+∞)在(0,1)上是减函数,在(1,+∞)上是增函数.
(2)已知函数g(x)=|lnx|,点A(1,0),直线y=t(t>0)与g(x)的图象相交于B、C两点(B在左边),验证函数g(x)具有性质M并证明|AB|<|AC|.
(3)已知函数 ,是否存在正数m,n,k,当h(x)的定义域为[m,n]时,其值域为[km,kn],若存在,求k的范围,若不存在,请说明理由.
【答案】
(1)解:∵f( )= + =x+ =f(x),∴函数f(x)具有性质M.
任取x1、x2且x1<x2,
则f(x1)﹣f(x2)=(x1+ )﹣(x2+ )=(x1﹣x2)+( ﹣ )=(x1﹣x2) ,
若x1、x2∈(0,1),
则0<x1x2<1,x1x2>0,x1﹣x2<0,
∴f(x1)﹣f(x2)>0,
∴f(x1)>f(x2),
∴f(x)在(0,1)上是减函数.
若x1、x2∈(1,+∞),
则x1x2>1,x1﹣x2<0,
∴f(x1)﹣f(x2)<0,
∴f(x1)<f(x2),
∴f(x)在(1,+∞)上是增函数.
(2)解:∵ ,∴g(x)具有性质M
由|lnx|=t得,lnx=﹣t或lnx=t,x=e﹣t或x=et,
∵t>0,∴e﹣t<et,
∴ ,
∴ ,∴ ,
∴|AB|2﹣|AC|2=(1﹣e﹣t)2﹣(1﹣et)2=[2﹣(e﹣t+et)](et﹣e﹣t)
由(1)知, 在x∈(0,+∞)上的最小值为1(其中x=1时)
而 ,故2﹣(e﹣t+et)<0,et﹣e﹣t>0,
|AB|<|AC|
(3)解:∵h(1)=0,m,n,k均为正数,
∴0<m<n<1或1<m<n
当0<m<n<1时,0<x<1, = 是减函数,
值域为(h(n),h(m)),h(n)=km,h(m)=kn,
∴ ,∴ ,∴1﹣n2=1﹣m2
故不存在
当1<m<n时,x>1, = 是增函数,
∴h(m)=km,h(n)=kn,∴ ,
∴(1﹣k)m2=1,(1﹣k)n2=1, ,不存在
综合得,若不存在正数m,n,k满足条件
【解析】(1)根据函数单调性的定义进行证明即可,(2)根据函数的性质利用作差法进行判断即可,(3)根据 函数定义域和值域的关系建立方程,进行求解即可.