问题 解答题
已知函数f(x)=|
1
x
-1|

(1)判断f(x)在[1,+∞)上的单调性,并证明你的结论;
(2)若集合A={y|y=f(x),
1
2
≤x≤2
},B=[0,1],试判断A与B的关系;
(3)若存在实数a、b(a<b),使得集合{y|y=f(x),a≤x≤b}=[ma,mb],求非零实数m的取值范围.
答案

(1)证明:f(x)在[1,+∞)上的单调递增.

设x1,x2为[1,+∞)上任意两个实数,且1≤x1<x2,则x1-x2<0f(x1)-f(x2)=(1-

1
x1
)-(1-
1
x2
)=
1
x2
-
1
x1
=
x1-x2
x1x2
<0∴f(x)在[1,+∞)上的单调递增.

(2)当

1
2
≤x≤2时
1
2
1
x
≤2
-
1
2
1
x
-1≤1
0≤|
1
x
-1|≤1

∴A=[0,1]=B

(3)由题意,显然m>0,对函数的单调性进行研究知,函数在(-∞,0)上是增函数,在x=0处函数值不存在,在(0,1)函数是减函数,在(1,+∞)函数是增函数,由此结合函数的连续性可以得出ab>0且1∉[a,b].

①当b<0时,f(x)在[a,b]上为增函数∴

1-
1
a
=ma
1-
1
b
=mb
,即a,b为方程1-
1
x
=mx
的两根.

∴mx2-x+1=0有两个不等的负根.

m>0
1
2m
<0
,此不等式组无解.

②当a≥1时,f(x)在[a,b]上为增函数∴

1-
1
a
=ma
1-
1
b
=mb
,即a,b为方程1-
1
x
=mx
的两根.

∴mx2-x+1=0有两个不等的大于1的根.

m>0
1
2m
>1⇒m<
1
2
△=1-4m>0⇒m<
1
4
,解得0<m<
1
4

③当0<a<b<1时,f(x)在[a,b]上为减函数,∴

1
a
-1=mb
1
b
-1=ma
,两式作差得a=b,无意义.

综上,非零实数m的取值范围为(0,

1
4
).

判断题
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