题目内容
【题目】已知函数f(x)= ,(a>0).
(1)当a=2时,证明函数f(x)不是奇函数;
(2)判断函数f(x)的单调性,并利用函数单调性的定义给出证明;
(3)若f(x)是奇函数,且f(x)﹣x2+4x≥m在x∈[﹣2,2]时恒成立,求实数m的取值范围.
【答案】
(1)证明:当a=2时,f(x)= ,因为f(1)=0,f(﹣1)=﹣1,
所以f(﹣1)≠﹣f(1),
故f(x)不是奇函数
(2)证明:函数f(x)在R上为单调增函数,
证明:设x1<x2,则f(x1)﹣f(x2)= ﹣ =
∵x1<x2,∴ <0,且 , ,
又∵a>0,
∴1+a>0,
∴f(x1)﹣f(x2)<0,故f(x1)<f(x2),
∴函数f(x)在R上为单调增函数
(3)证明:因为f(x)是奇函数,所以f(﹣x)=﹣f(x)对任意x∈R恒成立.
即 + =0对任意x∈R恒成立.
化简整理得 对任意x∈R恒成立.
∴a=1
因为f(x)﹣x2+4x≥m在x∈[﹣2,2]时恒成立,
令g(x)=f(x)﹣x2+4x,设x1,x2∈[﹣2,2],且x1<x2,
则g(x1)﹣g(x2)=[f(x1)﹣f(x2)]+(x1﹣x2)(4﹣x1﹣x2),
由(2)可知,f(x1)﹣f(x2)<0,又(x1﹣x2)(4﹣x1﹣x2)<0,
所以g(x1)﹣g(x2)<0,即g(x1)<g(x2),
故函数g(x)=f(x)﹣x2+4x在x∈[﹣2,2]上是增函数…14分(直接判断出单调性也给分)
所以当x=﹣2时,函数g(x)取最小值﹣ ,
故m≤﹣ ,
因此m的取值范围是(﹣∞,﹣ ]
【解析】(1)当a=2时,f(x)= ,根据f(﹣1)≠﹣f(1),可得函数f(x)不是奇函数;(2)函数f(x)在R上为单调增函数,取x1<x2 , 利用作差法,判断出f(x1)<f(x2),再由函数单调性的定义,可得结论;(3)若f(x)是奇函数,可得a=1.令g(x)=f(x)﹣x2+4x,判断函数的单调性,进而求出函数的最小值,进而可得实数m的取值范围.
【考点精析】本题主要考查了函数单调性的判断方法的相关知识点,需要掌握单调性的判定法:①设x1,x2是所研究区间内任两个自变量,且x1<x2;②判定f(x1)与f(x2)的大小;③作差比较或作商比较才能正确解答此题.