问题
解答题
对于函数y=f(x),x∈D,若同时满足以下条件: ①函数f(x)是D上的单调函数; ②存在区间[a,b]⊆D,使f(x)在[a,b]上的值域也是[a,b], 则称函数f(x)是闭函数. (1)判断函数f(x)=2x+
(2)若函数f(x)=
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答案
(1)f′(x)=2-
=4 x2 2(x2-2) x2
令f'(x)=0
解得x=
(x=-2
舍)2
∵x∈[1,
)时f'(x)<0;2
x∈(
,10]时f'(x)>02
∴f(x)在[1,
)上是减函数,在(2
,10]上是增函数2
∴函数f(x)不是[1,10]上的单调函数
∴f(x)=2x+
不是闭函数.4 x
②∵g'(x)=-x2≤0∴g(x)=-x3在R上是减函数,
设g(x)在[a,b]上的值域也是[a,b],
则
,解得b=-a3 a=-b3 a<b a=-1 b=1
∴存在区间[-1,1]⊆R,
使f(x)在[-1,1]上的值域也是[-1,1]
∴函数g(x)=-x3是闭函数
(2)函数f(x)=
+k在定义域上是增函数x+2
设函数f(x)在[a,b]上的值域也是[a,b],
则
,a=k+ a+2 b=k+ b+2
故a,b是方程x=k+
的两个不相等的实根,x+2
命题等价于
有两个不相等的实根,x2-(2k+1)x+k2-2=0 x≥-2 x≥k
当k≤-2时,
,
>-22k+1 2 (2k+1)2-4(k2-2)>0 22-(2k+1)k+k2-2≥0
解得k>-
,∴k∈(-9 4
,-2].9 4
当k>-2时,
,无解.
>k2k+1 2 (2k+1)2-4(k2-2)>0 k2-(2k+1)k+k2-2≥0
∴k的取值范围是(-
,-2]9 4