解析:f(x)在R上遞減,f(x1+x2)=f(x1)?f(x2)的函數模型為f(x)=ax.
三、解答題(11—13題每小題10分,14題13分,共43分)
11.設函數f(x)=x+ (a>0).
(1)求函數在(0,+∞)上的單調區間,并證明之;
(2)若函數f(x)在[a-2,+∞]上遞增,求a的取值范圍.
解析:(1)f(x)在(0,+∞)上的增區間為[ ,+∞],減區間為(0, ).
證明:∵f′(x)=1- ,當x∈[ ,+∞]時,
∴f′(x)>0,當x∈(0, )時,f′(x)<0.
即f(x)在[ +∞]上單調遞增,在(0, )上單調遞減.(或者用定義證)
(2)[a-2,+∞]為[ ,+∞]的子區間,所以a-2≥a- -2≥0 ( +1)(-2)≥0-2≥0 a≥4.
12.(2010湖北黃岡中學模擬,19)已知定義域為[0,1]的函數f(x)同時滿足:
①對于任意的x∈[0,1],總有f(x)≥0;
②f(1)=1;
③若x1≥0,x2≥0,x1+x2≤1,
則有f(x1+x2)≥f(x1)+f(x2).
(1)求f(0)的值;
(2)求f(x)的值.
解析:(1)對于條件③,令x1=x2=0得f(0)≤0,又由條件①知f(0)≥0,故f(0)=0.
(2)設0≤x1∴f(x2)-f(x1)=f[(x2-x1)+x1]-f(x1)=f(x2-x1)+f(x1)-f(x1)=f(x2-x1)≥0.
即f(x2)≥f(x1),故f(x)在[0,1]上是單調遞增,從而f(x)的值是f(1)=1.
13.定義在R上的奇函數f(x)在[-a,-b](a>b>0)上是減函數且f(-b)>0,判斷F(x)=[f(x)]2在[b,a]上的單調性并證明你的結論.
解析:設b≤x1-b≥-x1>-x2≥-a.
∵f(x)在[-a,-b]上是減函數,∴0則f(x2)∴F(x)在[b,a]上為增函數.
14.已知函數f(x)=( -1)2+( -1)2的定義域為[m,n)且1≤m(1)討論函數f(x)的單調性;
(2)證明:對任意x1、x2∈[m,n],不等式|f(x1)-f(x2)|<1恒成立.
(1)解析:解法一:∵f(x)=( -1)2+( -1)2= +2,
∴f′(x)= ?(x4-m2n2-mx3+m2nx)= (x2-mx+mn)(x+ )
(x- ).
∵1≤m≤x 0,x2-mx+mn=x(x-m)+mn>0,x+ >0.
令f′(x)=0,得x= ,
①當x∈[m, ]時,f′(x)<0;
②當x∈[ ,n]時,f′(x)>0.
∴f(x)在[m, ]內為減函數,在[ ,n)為內增函數.
解法二:由題設可得
f(x)=( -1)2- +1.
令t= .
∵1≤m∴t= ≥2, >2.
令t′= =0,得x= .
當x∈[m, ],t′0.∴t= 在[m, ]內是減函數,在[ ,n]內是增函數.∵函數y=(t-1)2- +1在[1,+∞]上是增函數,∴函數f(x)在[m,]內是減函數,在[ ,n]內是增函數.
(2)證明:由(1)可知,f(x)在[m,n]上的最小值為f( )=2( -1)2,值為f(m)=( -1)2.
對任意x1、x2∈[m,n],|f(x1)-f(x2)|≤( -1)2-2( -1)2=( )2-4? +4 -1.令u= ,h(u)=u4-4u2+4u-1.
∵1≤m∴h(u)在(1, )上是增函數.∴h(u)≤h( )=4-8+4 -1=4 -5<1.
∴不等式|f(x1)-f(x2)|<1恒成立.
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