题目内容

设函数f(x)=x+
p
x
(p>0).
(1)若P=4,判断f(x)在区间(0,2)的单调性,并加以证明;
(2)若f(x)在区间(0,2)上为单调减函数,求实数P的取值范围;
(3)若p=8,方程f(x)=3a-264在x∈(0,2)内有实数根,求实数a的取值范围.
(1)由p=4知,f(x)=x+
4
x
,f(x)在(0 2)内是减函数.
证明:任意设 0<x1<x2<2,
由于f(x1)-f(x2)=(x1+
4
x1
)-(x2+
4
x2
)=-(x2-x1)+
4(x2-x1)
x1•x2

=(x2-x1)(
4
x1•x2
-1)=(x2-x1)•
4-x1•x2
x1•x2

由题设可得 (x2-x1)>0,0<x1•x2<4,∴
4-x1•x2
x1•x2
>0,
故f(x1)-f(x2)>0,即 f(x1)>f(x2),故f(x)在(0 2)内是减函数.
(2)若f(x)在区间(0,2)上为单调减函数,任意设 0<x1<x2<2,
则可得f(x1)-f(x2)=(x2-x1)•
p-x1•x2
x1•x2
>0.
由题设可得 (x2-x1)>0,0<x1•x2<4,∴p≥4.
(3)由p=8,可得f(x)=x+
8
x

由(2)可知f(x)在(0,2)上单调递减,∴f(x)>f(2)=2+
8
2
=6,即 f(x)>6.
故由方程f(x)=3a-264在x∈(0,2)内有实数根,可得3a-264>6,解得a>90,故a的范围为(90,+∞).
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