已知函数f(x)=2-(3分之1)的X次方 X≤02分之1X2-X+1 X>0 .(1)写出该函数的单调区间;(2)若函

1个回答

  • 可以将n^2-2bn+1视为函数来讨论,不过这个函数的自变量不是n而是b,即令g(x)=(-2n)x+(n^2+1),x∈[-1,1],显然g(x)为一次函数.注意这里变量x就是b,换成x的目的是便于在同一坐标系中讨论f(x)与g(x)的关系.不妨按这个思路往下探讨一下:

    易知区间[-1,1]上f(x)max=f(0)=1

    易知区间[-1,0]上f(x)min=f(-1)=-1

    易知区间(0,1]上f(x)min=f(1)=1/2

    区间[-1,1]上f(x)的图象如下:

    1、当n=0时,g(x)=1

    显然f(x)≤f(x)max=g(x),即f(x)≤g(x)

    2、当n≠0时

    易知g(x)在y轴上的截距为n^2+1>1,高于f(x)max

    易知g(x)在x轴上的截距为(n^2+1)/2n

    (1)若n<0,即-n>0

    则g(x)为斜向上的直线

    显然在[0,1]上g(x)与f(x)无交点

    即在[0,1]上f(x)

    而在[-1,0)上g(x)可能与f(x)=2-(1/3)^x相交

    因(-n)^2+1≥-2n(基本不等式)

    即g(x)在x轴上的截距(n^2+1)/2n≤-1

    于是构造一个函数h(x)=x+1

    如果在[-1,0)上f(x)

    那么在[-1,0)上f(x)

    事实上f'(x)=(1/3)^xln3(注意到导函数f'(x)为减函数)

    当-1≤x<0时,1

    显然在[-1,0)上f(x)

    而因(-n)^2+1≥-2n(基本不等式)

    即g(x)在x轴上的截距(n^2+1)/2n≤-1

    且g(x)在y轴上的截距n^2+1>1

    表明在[-1,0)上h(x)总在g(x)的下方

    即在[-1,0)上h(x)

    所以在[-1,0)上f(x)

    由此可知,在[-1,0)上g(x)不可能与f(x)=2-(1/3)^x相交

    即表明当n<0时,在[-1,1]上f(x)

    (2)当n>0,即-n<0

    则g(x)为斜向下的直线

    显然在[-1,0]上g(x)与f(x)无交点

    即在[-1,0]上f(x)

    而在(0,1]上g(x)可能与f(x)=1/2x^2-x+1相交

    令F(x)=f(x)-g(x)=1/2x^2+(2n-1)x-n^2

    显然F(0)=-n^2<0

    要使在(0,1]上f(x)≤g(x)恒成立

    即要使在(0,1]上F(x)≤0恒成立

    即要使F(1)≤0恒成立

    于是有1/2+(2n-1)-n^2≤0

    即有n^2-2n+1/2≥0

    注意到n>0

    解得0

    由此可知,0

    综上所述,满足条件的实数n的取值范围为n≤1-√2/2或n≥1+√2/2

    补充说明:

    对于n≠0的情形还可以这样考虑:

    (1)若n<0

    则易知g(x)在[-1,1]上为增函数

    而f(x)在[-1,0]上为增函数,而在[0,1]上为减函数

    (为了取到最值,这里两个分区间均采用闭区间的形式)

    因g(0)=n^2+1>1,f(0)=1

    则在[0,1]上f(x)

    观察在[-1,0]上,并注意到在[-1,0]上g(x)和f(x)均为增函数

    则有g(x)min=g(-1)=(n+1)^2≥0,g(x)max=g(0)=n^2+1>1

    且有f(x)min=f(-1)=-1<0,f(x)max=f(0)=1

    显然f(x)min

    表明在[-1,0]上f(x)图象总低于g(x)图象

    即f(x)

    (2)若n>0

    则易知g(x)在[-1,1]上为减函数

    而f(x)在[-1,0]上为增函数,而在[0,1]上为减函数

    (为了取到最值,这里两个分区间均采用闭区间的形式)

    因g(0)=n^2+1>1,f(0)=1

    则在[-1,0]上f(x)

    观察在[0,1]上,并注意到在[0,1]上g(x)和f(x)均为减函数

    则有g(x)min=g(1)=(n-1)^2≥0,g(x)max=g(0)=n^2+1>1

    且有f(x)min=f(1)=1/2>0,f(x)max=f(0)=1

    尽管f(x)max

    则表明在[0,1]上f(x)与g(x)可能相交

    要使在[0,1]上f(x)图象总不高于g(x)图象

    即要使在[0,1]上f(x)≤g(x)恒成立

    即要使在[0,1]上f(x)min≤g(x)min恒成立

    则必有(n-1)^2≥1/2

    注意到n>0

    解得0

    1年前

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