Question

已知函數(shù)，，其中m∈R．

（1）若0<m≤2，試判斷函數(shù)f (x)=f1 (x)+f2 (x)的單調(diào)性，并證明你的結(jié)論；

（2）設(shè)函數(shù) 若對任意大于等于2的實數(shù)x1，總存在唯一的小于2的實數(shù)x2，使得g (x1) = g (x2) 成立，試確定實數(shù)m的取值范圍．

 

Answer 1

（1）單調(diào)減函數(shù)，（2）（0，4）.

【解析】

試題分析：（1）兩個函數(shù)獨(dú)立，可分別論證函數(shù)在上單調(diào)遞減，再得函數(shù)f(x)為單調(diào)減函數(shù)．因為，所以當(dāng)0<m≤2，x≥2時，，從而函數(shù)f(x)為單調(diào)減函數(shù)．（2）結(jié)合圖形分析，可知討論點(diǎn)為當(dāng) m≤0時，，所以g (x1) = g (x2)不成立．當(dāng)0＜m＜2時，，，，，所以g (x1) = g (x2)恒成立．當(dāng)2≤m＜4時，，，，所以g (x1) = g (x2)恒成立．當(dāng)m≥4時，不成立.

【解析】
（1）f (x)為單調(diào)減函數(shù)．

證明：由0<m≤2，x≥2，可得

==．

由 ，

且0<m≤2，x≥2，所以．從而函數(shù)f(x)為單調(diào)減函數(shù)．

（亦可先分別用定義法或?qū)��?shù)法論證函數(shù)在上單調(diào)遞減，再得函數(shù)f(x)為單調(diào)減函數(shù)．）

（2）①若m≤0，由x1≥2，，

x2＜2，，

所以g (x1) = g (x2)不成立．

②若m＞０，由x＞2時，，

所以g(x)在單調(diào)遞減．從而，即．

（a）若m≥2，由于x＜２時，，

所以g(x)在(－∞,2)上單調(diào)遞增，從而，即．

要使g (x1) = g (x2)成立，只需，即成立即可．

由于函數(shù)在的單調(diào)遞增，且h(4)=0，

所以2≤m＜4．

（b）若0＜m＜2，由于x＜2時，

所以g(x)在上單調(diào)遞增，在上單調(diào)遞減．

從而，即．

要使g (x1) = g (x2)成立，只需成立，即成立即可．

由0＜m＜2，得 ．

故當(dāng)0＜m＜2時，恒成立．

綜上所述，m為區(qū)間（0，4）上任意實數(shù)．

考點(diǎn)：利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性，利用導(dǎo)數(shù)求參數(shù)取值范圍