题目内容
【题目】已知函数
(a>0).
(1)证明:当x>0时,f(x)在
上是减函数
,在上是增函数,并写出当x<0时f(x)的单调区间;
(2)已知函数
,函数g(x)=﹣x﹣2b,若对任意x1∈[1,3],总存在x2∈[1,3],使得g(x2)=h(x1)成立,求实数b的取值范围.
【答案】
(1)证明:当x>0时,
①设x1,x2是区间
上的任意两个实数,且x1<x2,
则
=
=(x1﹣x2)
,
∵x1,x2∈
,且x1<x2,
∴0<x1x2<a,x1﹣x2<0,x1x2>0,
∴f(x1)﹣f(x2)>0,即f(x1)>f(x2),
∴f(x)在
上是减函数,
②同理可证在f(x)在
上是增函数;
综上所述得:当x>0时,f(x)在
上是减函数,在
上是增函数.
∵函数
是奇函数,根据奇函数图象的性质可得,
当x<0时,f(x)在
是减函数,在
是增函数
(2)解:∵
(x∈[1,3]),
由(Ⅰ)知:h(x)在[1,2][1,3]上单调递减,[2,3]上单调递增,
∴h(x)min=h(2)=﹣4,h(x)max=maxh(3),h(1)=﹣3,
h(x)∈[﹣4,﹣3],
又∵g(x)在[1,3]上单调递减,
∴由题意知,[﹣4,﹣3][﹣3﹣2b,﹣1﹣2b],
于是有:
,解得
.
故实数b的范围是 ![]()
【解析】(1)利用函数单调性的定义可证明x>0时的单调性,根据奇函数性质可求x<0时f(x)的单调区间;(2)对任意x1∈[1,3],总存在x2∈[1,3],使得g(x2)=h(x1)成立,等价于h(x)的值域为g(x)值域的子集,利用函数单调性易求两函数值域;
【考点精析】掌握利用导数研究函数的单调性是解答本题的根本,需要知道一般的,函数的单调性与其导数的正负有如下关系: 在某个区间
内,(1)如果
,那么函数
在这个区间单调递增;(2)如果
,那么函数
在这个区间单调递减.