已知函数?y=f?(x)?的定义域为?R,其导数?f′(x)?满足?0<f′(x)<1,常数?α?为方程?f?(x)=x的实数根.
(1)求证:当?x>α?时,总有?x>f?(x)?成立;
(2)对任意?x1、x2若满足|x1-α|<1,|x2-α|<1,求证:|f?(x1)-f?(x2)|<2.
网友回答
(1)证明:令?g(x)=x-f?(x),则?g′(x)=1-f′(x),
∵0<f′(x)<1,∴g′(x)=1-f′(x)>0,
∴函数?g(x)=x-f?(x)为R上的增函数,
∴当?x>α时?g(x)=x-f?(x)>g(α)=α-f?(α)=0,
∴当?x>α时,总有?x>f?(x)?成立;
(2)证明:∵|x1-α|<1,|x2-α|<1,
∴α-1<x1<α+1,α-1<x2<α+1,
?又?0<f′(x)<1,
∴f?(x)?在?R?上是增函数,
∴f?(α-1)<f?(x1)<f?(α+1),f?(α-1)<f?(x2)<f?(α+1),
∴f?(α-1)-f?(α+1)<f?(x1)-f?(x2)<f?(α+1)-f?(α-1),
∴|f?(x1)-f?(x2)|<f?(α+1)-f?(α-1),
由?(1)知:f?(α+1)<α+1;-f?(α-1)<-(α-1),
∴|f?(x1)-f?(x2)|<f?(α+1)-f?(α-1)<2,
∴|f?(x1)-f?(x2)|<2.
解析分析:(1)构造函数g(x)=x-f(x),我们可以利用导数法判断出函数g(x)的单调性,进而得到当x>a时,总有f(x)<x成立;(2)由|x1-α|<1,|x2-α|<1,可得α-1<x1<α+1,α-1<x2<α+1,利用f′(x)的范围可判断f?(x)?在?R?上是增函数,根据f(x)的单调性及(1)问的结论即可得证.
点评:本题考查的知识点是函数与方程的综合运用,其中利用导数法判断函数f(x)的单调性及g(x)=x-f(x)的单调性是解答本题的关键.