问题 解答题
设函数f(x)=ax+
a+1
x
 
(a>0)
,g(x)=4-x,已知满足f(x)=g(x)的x有且只有一个.
(1)求a的值,并证明函数f(x)在(2,+∞)上为增函数;
(2)若函数h(x)=k-f(x)-g(x)(其中x∈(0,+∞),k∈R)在[m,n]上的值域为[m,n](0<m<n),求k的取值范围.
答案

(1)ax+

a+1
x
 =4-x,得(a+1)x2-4x+a+1=0(*)

由a>0知x=0不是方程(*)的解,

故△=16-4(a+1)2=0,得a=1.…(2分)

设x1>x2>2,

可得:f(x1)-f(x2)=…=

(x1-x2)(x1x2-2)
x1x2
>0,…(4分)

所以,函数f(x)在(2,+∞)上为增函数.…(5分)

(2)h(x)=k-4-

2
x
在(0,+∞)上为增函数,…(6分)

h(x)在[m,n]上的值域为[m,n],故有h(m)=m,h(n)=n,

所以h(x)=x在(0,+∞)上有两个不等的实根.…(7分)

得方程:k-4-

2
x
=x,即x2-(k-4)x+2=0

在(0,+∞)上有两个不等的实根x1,x2

所以:

△=(k-4)2-8>0
x1+x2=k-4>0
x1x2=2>0
,(9分) 

k>4+2

2
.…(11分)

所以k的取值范围为(4+2

2
 +∞)…(12分)

单项选择题
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