对于定义域为D的函数y=f(x),如果存在区间[m,n]D,同时满足:①f(x)在[m,n]内是单调函数;②当定义域是[m,n]时,f(x)的值域也是[m,n].则称

发布时间:2020-08-05 19:11:45

对于定义域为D的函数y=f(x),如果存在区间[m,n]D,同时满足:
①f(x)在[m,n]内是单调函数;
②当定义域是[m,n]时,f(x)的值域也是[m,n].
则称[m,n]是该函数的“和谐区间”.
(1)证明:[0,1]是函数y=f(x)=x2的一个“和谐区间”.
(2)求证:函数不存在“和谐区间”.
(3)已知:函数(a∈R,a≠0)有“和谐区间”[m,n],当a变化时,求出n-m的最大值.

网友回答

解:(1)∵y=x2在区间[0,1]上单调递增.
又f(0)=0,f(1)=1,∴值域为[0,1],∴区间[0,1]是y=f(x)=x2的一个“和谐区间”.
(2)设[m,n]是已知函数定义域的子集.∵x≠0,[m,n](-∞,0)或[m,n]?(0,+∞),
故函数在[m,n]上单调递增.
若[m,n]是已知函数的“和谐区间”,则
故m、n是方程的同号的相异实数根.∵x2-3x+5=0无实数根,∴函数不存在“和谐区间”.
(3)设[m,n]是已知函数定义域的子集.∵x≠0,[m,n](-∞,0)或[m,n](0,+∞),故函数在[m,n]上单调递增.
若[m,n]是已知函数的“和谐区间”,则
故m、n是方程,即a2x-(a2+a)x+1=0的同号的相异实数根.∵,∴m,n同号,只须△=a2(a+3)(a-1)>0,即a>1或a<-3时,已知函数有“和谐区间”[m,n],∵,∴当a=3时,n-m取最大值

解析分析:(1)根据二次函数的性质,我们可以出y=f(x)=x2在区间[0,1]上单调递增,且值域也为[0,1]满足“和谐区间”的定义,即可得到结论.
(2)该问题是一个确定性问题,从正面证明有一定的难度,故可采用反证法来进行证明,即先假设区间[m,n]为函数的“和谐区间”,然后根据函数的性质得到矛盾,进而得到假设不成立,原命题成立.
(3)设[m,n]是已知函数定义域的子集,我们可以用a表示出n-m的取值,转化为二次函数的最值问题后,根据二次函数的性质,可以得到
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