题目内容

探究函数f(x)=x+
4
x
,x∈(-∞,0)的最大值,并确定取得最大值时x的值.列表如下:
请观察表中y值随x值变化的特点,完成以下的问题.
x … -3 -2.3 -2.2 -2.1 -2 -1.9 -1.7 -1.5 -1 -0.5 …
y … -4.3 -4.04 -4.02 -4.005 -4 -4.005 -4.05 -4.17 -5 -8.5 …
(1)函数f(x)=x+
4
x
,x∈(-∞,0)在区间
(-∞,-2)
(-∞,-2)
上为单调递增函数.当x=
-2
-2
时,f(x)最大=
-4
-4
.
(2)证明:函数f(x)=x+
4
x
在区间[-2,0)为单调递减函数.
(3)若函数h(x)=
x2-ax+4
x
在x∈[-2,-1]上,满足h(x)≥0恒成立,求a的范围.
分析:(1)由表格可知函数f(x)=x+
4
x
在(-∞,-2)上递增;当x=-2时,y最大=4.
(2)证明单调性可用定义法.
(3)h(x)≥0恒成立,只需h(x)min≥0.函数h(x)变形为h(x)=x+
4
x
-a,借用(2)中函数的单调性求出最小值.
解答:解:(1)由表格可知,f(x)=x+
4
x
在(-∞,0)上函数值先增大后减小,单调增区间为(-∞,-2),且当x=-2时f(x)最大=-4.
(2)证明:设x1,x2∈[-2,0),且x1<x2.
f(x1)-f(x2)=x1+
4
x1
-(x2+
4
x2
)=x1-x2+
4
x1
-
4
x2
=(x1-x2)(1-
4
x1x2
)=
(x1-x2)(x1x2-4)
x1x2

∵x1<x2,
∴x1-x2<0
又∵x1,x2∈(-2,0)
∴0<x1x2<4
∴x1x2-4<0
∴f(x1)-f(x2)>0
∴函数在(-2,0)上为减函数.
(3)函数h(x)=
x2-ax+4
x
=x+
4
x
-a,由(2)知,x+
4
x
在x∈[-2,-1]上单调递减,
所以h(x)min=h(-1)=-5-a.
h(x)≥0恒成立,只需h(x)min≥0,
即-5-a≥0,解得a≤-5.
点评:本题考查的知识点是函数的最值及其几何意义,函数的单调性的判断与证明,直观判断,定义证明对勾函数的性质是解答本题的关键.
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