题目内容
已知函数y=x+有如下性质:如果常数a>0,那么该函数在(0,]上是减函数,在[,+∞)上是增函数.(1)如果函数y=x+(x>0)的值域为[6,+∞),求b的值;
(2)研究函数y=x2+(常数c>0)在定义域内的单调性,并说明理由;
(3)对函数y=x+和y=x2+(常数a>0)作出推广,使它们都是你所推广的函数的特例,研究推广后的函数的单调性(只须写出结论,不必证明),并求函数f(x)=(x2+)n+(+x)n(n是正整数)在区间[,2]上的最大值和最小值(可利用你的研究结论).
解析:(1)函数y=x+(x>0)在(0,]上是减函数,在[,+∞)上是增函数,
∴该函数在x=处取得最小值2.
令2=6得b=log29.
(2)方法1:设t=x2≥0,显然函数y=t+在(0,]上是减函数,在[,+∞)上是增函数.
令x2≤,得-≤x≤,
令x2≥,得x≥或x≤-.
又∵t=x2在(-∞,0]上是减函数,在[0,+∞)上是增函数,
于是利用复合函数的单调性知,函数y=x2+,在(-∞,-]上是减函数,在[-,0)上是增函数,在(0,]上是减函数,[,+∞)上是增函数.
方法2:∵y′=2x-=2x-,
令y′=0则x=±,又∴x≠0,
于是
x | (-∞,-) | - | (-,0) | 0 | (0,) | (,+∞) | |
f′(x) | - | 0 | + |
| - | 0 | + |
f(x) | ↘ | 极小值 | ↗ |
| ↘ | 极大值 | ↗ |
∴y=x2+(c>0)的单调增区间是[-,0),[,+∞);
单调递减区间是(-∞,-],(0,].
(3)推广结论:当n是正奇数时,函数y=xn+(常数a>0)是奇函数,故在(-∞,-]上是增函数,在[-,0)上是减函数,
在(0,]上是减函数,在[,+∞)上是增函数.
而当n是正偶数时,函数y=xn+(常数a>0)是偶函数,
在(-∞,-]上是减函数,在[-,0)上是增函数,
在(0,]上是减函数,在[,+∞)上是增函数.
当x=1时,有最小值(1的任意次幂都是1),
∴F(x)min=F(1)=(1+1)n+(1+1)n=2n+1,
F(x)max=F()=F(2)=()n+()n=9n[()n+()2n].