Question

已知函数f(x)= (a＞0,x＞0).
（1）求证:f(x)在(0,+∞)上是增函数；
（2）若f(x)≤2x在(0,+∞)上恒成立，求a的取值范围；
（3）若f(x)在［m,n］上的值域是［m,n］(m≠n)，求a的取值范围.

Answer 1

(1)证明略 (2) a的取值范围是［,+∞)（3）0＜a＜

 任取x₁＞x₂＞0,
f(x₁)–f(x₂)=
∵x₁＞x₂＞0,∴x₁x₂＞0，x₁–x₂＞0,
∴f(x₁)–f(x₂)＞0，即f(x₁)＞f(x₂)，故f(x)在(0,+∞)上是增函数.
（2）解：∵≤2x在(0,+∞)上恒成立，且a＞0,
∴a≥在（0，+∞）上恒成立，
令
（当且仅当2x=即x=时取等号），
要使a≥在(0,+∞)上恒成立，则a≥.
故a的取值范围是［,+∞).
(3)解: 由（1）f(x)在定义域上是增函数.
∴m=f(m),n=f(n)，即m²–m+1=0，n²–n+1=0
故方程x²–x+1=0有两个不相等的正根m，n，注意到m·n=1，
故只需要Δ=()²–4＞0,由于a＞0，则0＜a＜.