题目内容

已知x,y为正实数,求
x
2x+y
+
2y
x+2y
的值域.
考点:基本不等式,函数的值域
专题:导数的综合应用,不等式的解法及应用
分析:本题可先通过换元,将原式转化为一个函数问题,然后分类讨论,或导函数研究单调性,得到取值范围,或利用不等式得到函数的取值范围,得到本题的结论.
解答: 解:∵
x
2x+y
+
2y
x+2y
=
1
2+
y
x
+
2
y
x
1+2
y
x
,
∴令
y
x
=t
,
f(t)=
1
2+t
+
2t
1+2t
,t>0.
f(t)=
1
t+2
+1-
1
2t+1
=
t-1
(t+2)(2t+1)
+1
,
令t-1=s,则g(s)=
s
2s2+9s+9
+1
,(s>-1).
当s=0时,g(s)=1;
当s≠0时,g(s)=
1
2s+
9
s
+9
+1
,
当-1<s<0时,(2s+
9
s
)′=2-
9
s2
=
2s2-9
s2
=
2(s2-
9
2
)
s2
<0
,
2s+
9
s
单调递减,2s+
9
s
<-11
,2s+
9
s
+9<-2
,
则-
1
2
<
1
2s+
9
s
+9
<0
,g(s)∈(
1
2
,1)
;
当s>0时,2s+
9
s
≥2
2s•
9
s
=6
2
,
则0<
1
2s+
9
s
+9
≤
1
9+6
2
,g(s)∈(1,2-
2
3
2
]
;
综上所述,g(s)∈(
1
2
,2-
2
3
2
]
.
∴函数
x
2x+y
+
2y
x+2y
的值域为(
1
2
,2-
2
3
2
]
.
点评:本题考查了函数值域的求法、导数法求单调性、不等式法求最值,还考查了学生化归转化的数学思想,换元时要注意新变量的取值范围.本题有一定的难度,属于中档题.
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