题目内容
【题目】已知函数
在区间
上是单调函数.
(1)求实数
的所有取值组成的集合
;
(2)试写出
在区间
上的最大值
;
(3)设
,令
,若对任意
,总有
,求
的取值范围.
【答案】(1)
(2)
(3)![]()
【解析】
(1)因为
为开口向上的二次函数,故其在对称轴左边单调递减,对称轴右边单调递增. 函数在区间
上是单调函数,等价于区间
在对称轴的左边或者右边.列出不等式解出即可.
(2)讨论
在
上的单调性,分别求出其最大值,再写成分段函数的形式即可.
(3)根据题意写出
,对任意
,总有
等价于
且
,则分别讨论
与
的大小关系,找到其对应的
与
,代入
即可解出答案.
解:(1)对称轴
.
所以
或
.
(2)①当
,即
时.
函数
在
上单调递增.
所以
.
②当
,即
时.
函数
在
上单调递减.
所以
.
综上所述:
.
(3)
.
由题意得
,
,
画出函数
的图像:
![]()
①当
时,
在
单调递减.
所以
,
.
代入
,解得
,舍.
②当
时,
在
单调递减,在
上单调递增.
,
.
代入
,解得
,所以
,
③当
时,
在
单调递减,在
上单调递增.
,
.
代入
,化简得
,解得
或
,
所以
.
④当
时,
在
单调递减,在
上单调递增,在
上单调递减,在
上单调递增.
,
.
代入
,解得
,所以
,
⑤当
时,
在
单调递减,在
上单调递增,在
上单调递减,在
上单调递增.
,
.
代入
,解得
,
综上所述:
.即
.
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