已知函数F(x)=,x>0,a>0.
(1)讨论f(x)在定义域上的单调性,并给予证明;
(2)若f(x)在[m,n]上的值域是[m,n],(0<m<n),求a的取值范围和相应的m,n的值.
网友回答
解:(1)f(x)在定义域上单调递增.证明如下
任取x1>x2>0,
则
=.
∵x1>x2>0,∴x1-x2>0,x1x2>0.
∴.
∴f(x1)>f(x2).
∴f(x)在定义域上单调递增.
(2)由(1)知f(x)在[m,n]上单调递增,
则f(x)在[m,n]上的值域是[f(m),f(n)].
即,.
∴m,n为方程ax2-x+a=0的两实根,
∴△=1-4a2>0,
∴,又a>0,可得.
则,.
解析分析:(1)直接利用函数单调性的定义判断函数在(0,+∞)上的单调性;(2)由(1)得到函数f(x)在(0,+∞)上为增函数,所以,函数在[m,n]上也为增函数,再由f(x)在[m,n]上的值域是[m,n],(0<m<n),说明f(m)=m,f(n)=n,从而说明m和n是方程ax2-x+a=0的两实根,由该方程的判别式大于0,结合已知a>0可求a的取值范围,利用求根公式得到m和n的值.
点评:本题考查了利用函数单调性的定义证明函数的单调性,考查了单调函数的值域问题,考查了方程思想,解答此题的突破口是能由,想到m,n是方程ax2-x+a=0的两实根,此题是中档题.