题目内容

已知f(x)=
x
,g(x)=x+a  (a>0)
(1)当a=4时,求|
f(x)-ag(x)
f(x)
|
的最小值
(2)当1≤x≤4时,不等式|
f(x)-ag(x)
f(x)
|
>1恒成立,求a的取值范围.
分析:(1)当a=4时,先研究函数F(x)=
f(x)-ag(x)
f(x)
的值域,再求|
f(x)-ag(x)
f(x)
|
的最小值;
(2)首先可化简为|
f(x)-ag(x)
f(x)
|=|
x
-ax -a2
x
|=|1-(a
x
+
a2
x
) |
(1≤x≤4),设t=
x
,则问题等价于|1-(at+
a2
t
) |>1
,t∈[1,2]时恒成立,即at+
a2
t
<0
at+
a2
t
>2
,t∈[1,2]时恒成立,再考查对勾函数的单调性,从而建立不等式,求解即可.
解答:解:(1)当a=4时,|
f(x)-ag(x)
f(x)
|=|
x
-4x -16
x
|=|1-(4
x
+
16
x
) |

x
>0
,∴4
x
+
16
x
≥ 16
x
=
4
x
,即x=4时
,取“=”号
|
f(x)-ag(x)
f(x)
|
的最小值为15;
(2)|
f(x)-ag(x)
f(x)
|=|
x
-ax -a2
x
|=|1-(a
x
+
a2
x
) |
(1≤x≤4)
t=
x
,则问题等价于|1-(at+
a2
t
) |>1
,t∈[1,2]时恒成立,
at+
a2
t
<0
at+
a2
t
>2
,t∈[1,2]时恒成立,
h(t)=a(t+
a
t
)
,则只需h(t)在[1,2]上的最小值大于2或最大值小于0即可,
由函数 y=x+
a
x
的单调性知
a
>2
h(t)min=h(2)>2
1≤
a
≤2
h(t)min=h(
a
)>2
0<
a
<1
h(t)min=h(1)>2

a
>2
h(t)max=h(1)<0
1≤
a
≤2
h(t)max=h(1)<0
h(2)<0
0<
a
<1
h(t)max=h(2)<0
或a<0
解得a>1或a<0
点评:本题的考点是函数恒成立问题,考查学生基本不等式在最值问题中的应用、利用整体代换的数学思想解决数学问题的能力,以及不等式恒成立的证明方法.
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