问题 解答题
已知函数f(x)=|1-
1
x
|,x>0

(1)当0<a<b,且f(a)=f(b)时,求证:ab>1;
(2)是否存在实数a、b,(a<b),使得函数y=f(x)的定义域是[a,b],值域是[
1
5
a,
1
5
b]
,若存在,则求出a、b的值;若不存在,请说明理由.
答案

(1)证明:∵0<a<b,且f(a)=f(b),∴

1
a
1
b
>0.

∴1-

1
a
=-(1-
1
b
),∴2=
1
a
+
1
b
>2
1
ab
,∴
1
a
1
b
<1,∴ab>1.

(2)由函数y=f(x)的定义域是[a,b],值域是[

1
5
a,
1
5
b],

当1≤a<b 时,可得f(x)=|1-

1
x
|=1-
1
x
在[a,b]上是增函数,故有 1-
1
a
=
1
5
a,1-
1
b
=
1
5
 b,

解得 a=

5-
5
2
,b=
5+
5
2

当0<a<b≤1时,可得f(x)=|1-

1
x
|=
1
x
-1 在[a,b]上是减函数,故有
1
b
-1
=
1
5
a
1
a
-1
=
1
5
b

解得 a=

45
-1
2
,b=
45
-1
2
 (不合题意舍去).

当0<a<1<b时,函数y=f(x)在定义域[a,b]上的最小值为0,根据值域是[

1
5
a,
1
5
b],

可得

a
5
=0,a=0 (不合题意舍去).

综上,存在a=

5-
5
2
,b=
5+
5
2
满足条件.

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