解析:f(x)在R上递减,f(x1+x2)=f(x1)•f(x2)的函数模型为f(x)=ax.
三、解答题(11—13题每小题10分,14题13分,共43分)
11.设函数f(x)=x+ (a>0).
(1)求函数在(0,+∞)上的单调区间,并证明之;
(2)若函数f(x)在[a-2,+∞]上递增,求a的取值范围.
解析:(1)f(x)在(0,+∞)上的增区间为[ ,+∞],减区间为(0, ).
证明:∵f′(x)=1- ,当x∈[ ,+∞]时,
∴f′(x)>0,当x∈(0, )时,f′(x)<0.
即f(x)在[ +∞]上单调递增,在(0, )上单调递减.(或者用定义证)
(2)[a-2,+∞]为[ ,+∞]的子区间,所以a-2≥a- -2≥0 ( +1)(-2)≥0-2≥0 a≥4.
12.(2010湖北黄冈中学模拟,19)已知定义域为[0,1]的函数f(x)同时满足:
①对于任意的x∈[0,1],总有f(x)≥0;
②f(1)=1;
③若x1≥0,x2≥0,x1+x2≤1,
则有f(x1+x2)≥f(x1)+f(x2).
(1)求f(0)的值;
(2)求f(x)的值.
解析:(1)对于条件③,令x1=x2=0得f(0)≤0,又由条件①知f(0)≥0,故f(0)=0.
(2)设0≤x1∴f(x2)-f(x1)=f[(x2-x1)+x1]-f(x1)=f(x2-x1)+f(x1)-f(x1)=f(x2-x1)≥0.
即f(x2)≥f(x1),故f(x)在[0,1]上是单调递增,从而f(x)的值是f(1)=1.
13.定义在R上的奇函数f(x)在[-a,-b](a>b>0)上是减函数且f(-b)>0,判断F(x)=[f(x)]2在[b,a]上的单调性并证明你的结论.
解析:设b≤x1-b≥-x1>-x2≥-a.
∵f(x)在[-a,-b]上是减函数,∴0则f(x2)∴F(x)在[b,a]上为增函数.
14.已知函数f(x)=( -1)2+( -1)2的定义域为[m,n)且1≤m(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恒成立.
(1)解析:解法一:∵f(x)=( -1)2+( -1)2= +2,
∴f′(x)= •(x4-m2n2-mx3+m2nx)= (x2-mx+mn)(x+ )
(x- ).
∵1≤m≤x 0,x2-mx+mn=x(x-m)+mn>0,x+ >0.
令f′(x)=0,得x= ,
①当x∈[m, ]时,f′(x)<0;
②当x∈[ ,n]时,f′(x)>0.
∴f(x)在[m, ]内为减函数,在[ ,n)为内增函数.
解法二:由题设可得
f(x)=( -1)2- +1.
令t= .
∵1≤m∴t= ≥2, >2.
令t′= =0,得x= .
当x∈[m, ],t′0.∴t= 在[m, ]内是减函数,在[ ,n]内是增函数.∵函数y=(t-1)2- +1在[1,+∞]上是增函数,∴函数f(x)在[m,]内是减函数,在[ ,n]内是增函数.
(2)证明:由(1)可知,f(x)在[m,n]上的最小值为f( )=2( -1)2,值为f(m)=( -1)2.
对任意x1、x2∈[m,n],|f(x1)-f(x2)|≤( -1)2-2( -1)2=( )2-4• +4 -1.令u= ,h(u)=u4-4u2+4u-1.
∵1≤m∴h(u)在(1, )上是增函数.∴h(u)≤h( )=4-8+4 -1=4 -5<1.
∴不等式|f(x1)-f(x2)|<1恒成立.
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