问题 解答题
已知函数f(x)=
|x|
x+2

(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)=

2(x2-x1)
(x2+2)(x1+2)
>0,

∴f(x)在(0,+∞)单调递增.

(2)当x≥0时,f(x)=

x
x+2
>0,

又,

x
x+2
<1,即0≤f(x)<1;

当x<0(x≠-2)时,f(x)=

-x
x+2
=y,

x=

-2y
y+1
,由x<0,得

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,

x
x+2
=kx3,∴kx2(x+2)=1,∴x2(x+2)=
1
k

当x<0时,

-x
x+2
=kx3,∴kx2(x+2)=-1,∴-x2(x+2)=
1
k

即看函数g(x)=

x2(x+2),(x>0)
-x2(x+2),(x<0,x≠
-2)

与函数h(x)=

1
k
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
>-
32
27

∴k<-

27
32
或k>0.

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