已知函数的定义域为[m,n],且1≤m<n≤2.(1)讨论函数f(x)的单调性;(2)证明:对任意x1、x2∈[m,n],不等式|f(x1)-f(x2)|<1.

发布时间:2020-07-31 18:55:07

已知函数的定义域为[m,n],且1≤m<n≤2.
(1)讨论函数f(x)的单调性;
(2)证明:对任意x1、x2∈[m,n],不等式|f(x1)-f(x2)|<1.

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解:(1)
=,

=
=,
∵1≤m≤x<n≤2,
∴,
x2-mx+mn=x(x-m)+mn>0,
x+,
令f′(x)=0,得x=,
当x∈时,f′(x)>0,
当时,f′(x)<0.
∴f(x)在[m,]内,单调递减;
在[]内,单调递增.
(2)由(1)知,f(x)在[m,n]上的最小值为f()=2,
最大值为f(m)=,
对任意x1,x2∈[m,n],
|f(x1)-f(x2)|≤
=,
令,h(μ)=μ4-4μ2+4μ-1,
∵1≤m<n≤2,
∴,
即,
∵h(μ)=4μ3-8μ+4
=>0,
∴h(μ)在(1,)上是增函数,
∴h(μ)=4-8+4
=<1,
∴对任意x1、x2∈[m,n],不等式|f(x1)-f(x2)|<1.
解析分析:(1)由=,1≤m≤x<n≤2,知,x2-mx+mn=x(x-m)+mn>0,x+,令f′(x)=0,得x=,由此能求出函数f(x)的单调性.(2)由(1)知,f(x)在[m,n]上的最小值为f()=2,最大值为f(m)=,对任意x1,x2∈[m,n],|f(x1)-f(x2)|≤=,由此能够证明对任意x1、x2∈[m,n],不等式|f(x1)-f(x2)|<1.

点评:本题考查利用导数求闭区间上函数最值的应用,考查运算求解能力,推理论证能力;考查化归与转化思想.对数学思维的要求比较高,有一定的探索性.综合性强,难度大,是高考的重点.解题时要认真审题,仔细解答.
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