问题 解答题
设函数f(x)=
ax-1
x+1
,其中a∈R.
(1)若a=1,f(x)的定义域为区间[0,3],求f(x)的最大值和最小值;
(2)若f(x)的定义域为区间(0,+∞),求a的取值范围,使f(x)在定义域内是单调减函数.
答案

f(x)=

ax-1
x+1
=
a(x+1)-a-1
x+1
=a-
a+1
x+1

设x1,x2∈R,则f(x1)-f(x2)=

a+1
x2+1
-
a+1
x1+1

=

(a+1)(x1-x2)
(x1+1)(x2+1)

(1)当a=1时,f(x)=1-

2
x+1
,设0≤x1<x2≤3,

则f(x1)-f(x2)=

2(x1-x2)
(x1+1)(x2+1)

又x1-x2<0,x1+1>0,x2+1>0,

∴f(x1)-f(x2)<0,∴f(x1)<f(x2).

∴f(x)在[0,3]上是增函数,

∴f(x)max=f(3)=1-

2
4
=
1
2
,f(x)min=f(0)=1-
2
1
=-1.

(2)设x1>x2>0,则x1-x2>0,x1+1>0,x2+1>0.

若使f(x)在(0,+∞)上是减函数,只要f(x1)-f(x2)<0,而f(x1)-f(x2)=

(a+1)(x1-x2)
(x1+1)(x2+1)

∴当a+1<0,即a<-1时,有f(x1)-f(x2)<0,

∴f(x1)<f(x2).

∴当a<-1时,f(x)在定义域(0,+∞)内是单调减函数.

判断题
单项选择题