问题
解答题
已知函数f(x)=
(1)判断函数f(x)在区间(0,+∞)上的单调性并加以证明; (2)求函数f(x)的值域; (3)如果关于x的方程f(x)=kx3有三个不同的实数解,求实数k的取值范围. |
答案
(1)设0<x1<x2,
f(x1)-f(x2)=
>0,2(x2-x1) (x2+2)(x1+2)
∴f(x)在(0,+∞)单调递增.
(2)当x≥0时,f(x)=
>0,x x+2
又,
∴
<1,即0≤f(x)<1;x x+2
当x<0(x≠-2)时,f(x)=
=y,-x x+2
∴x=
,由x<0,得-2y y+1
y<-1或y>0.
∴f(x)的值域为(-∞,-1)∪[0,+∞).
(3)当x=0时,f(x)=kx3,
∴x=0为方程的解.
当x>0时,
=kx3,∴kx2(x+2)=1,∴x2(x+2)=x x+2
,1 k
当x<0时,
=kx3,∴kx2(x+2)=-1,∴-x2(x+2)=-x x+2
,1 k
即看函数g(x)=
-2)x2(x+2),(x>0) -x2(x+2),(x<0,x≠
与函数h(x)=
图象有两个交点时k的取值范围,应用导数画出g(x)的大致图象,1 k
∴
>-1 k
,32 27
∴k<-
或k>0.27 32