题目内容

设a>0,f(x)=
3x
a
+
a
3x
是R上的偶函数.
(1)求a的值;
(2)判断并证明函数f(x)在[0,+∞)上的单调性;
(3)求函数的值域.
考点:函数奇偶性的性质,函数的值域
专题:函数的性质及应用
分析:(1)利用偶函数的性质f(-x)=-f(x)得f(-1)=-f(1),代入函数解析式列出方程,可求得a的值;
(2)先判断出函数的单调性,再利用函数单调性的定义证明,即设值、作差、变形、定符号和下结论步骤;
(3)利用基本不等式求出f(x)的最小值,再得到函数的值域.
解答: 解:(1)由题意得,f(x)=
3x
a
+
a
3x
是R上的偶函数,
所以f(-x)=f(x),则f(-1)=f(1),
3-1
a
+
a
3-1
=
3
a
+
a
3
,化简得a2=1,
又a>0,所以a=1;
(2)由(1)得,f(x)=3x+
1
3x
,则f(x)在[0,+∞)上是增函数,
任取x1、x2∈[0,+∞),且x1<x2
则f(x1)-f(x2)=3x1+
1
3x1
-(3x2+
1
3x2

=(3x1-3x2)+
3x2-3x1
3x13x2
=
(3x1-3x2)(3x13x2-1)
3x13x2

由0≤x1<x2,得3x1-3x2<0,3x13x2>1,
则f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),
所以f(x)在(0,+∞)上是单调递增函数;
(3)因为3x>0,所以f(x)=3x+
1
3x
≥2
3x
1
3x
=2,
当且仅当3x=
1
3x
时取等号,函数f(x)取到最小值2,
所以函数的值域是[2,+∞).
点评:本题考查函数奇偶性的定义、性质,基本不等式求函数的最值,以及函数单调性的证明方法:定义法,属于中档题.
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