问题 解答题
已知函数f(x)的自变量的取值区间为A,若其值域区间也为A,则称A为f(x)的保值区间.
(1)求函数f(x)=x2形如[n,+∞)(n∈R)的保值区间;
(2)函数g(x)=|1-
1
x
|(x>0)
是否存在形如[a,b](a<b)的保值区间?若存在,求出实数a,b的值,若不存在,请说明理由.
答案

(1)∵f(x)=x2≥0,∴n≥0,又f(x)=x2在[0,+∞)是增函数,故f(n)=n2,n2=n,∴n=0,或 n=1.

∴函数f(x)=x2形如[n,+∞)(n∈R)的保值区间有[0,+∞)或[1,+∞).

(2)假设存在实数a,b使得函数g(x)=|1-

1
x
|(x>0),有形如[a,b](a<b)的保值区间,

则a>0,g(x)=

1
x
-1,(0,1)
1-
1
x
,[1,+∞)

10当实数a,b∈(0,1)时,g(x)=

1
x
-1,(0,1),此时,g(x)为减函数,

g(a)=b
g(b)=a
,即
1
a
-1=b
1
b
-1=a
,∴a=b与a<b矛盾.

20当实数a,b∈[1,+∞)时,

g(x)=1-

1
x
,∈[1,+∞),此时,g(x)为为增函数,故
g(a)=a
g(b)=b
,即
1-
1
a
=a
1-
1
b
=b

得方程1-

1
x
=x在[1,+∞)上有两个不等的实根,而1-
1
x
=x
,即x2-x+1=0无实根,

故此时不存在满足条件的实数a,b.

30当a∈(0,1),b∈[1,+∞),

∵1∈(a,b),而g(1)=0.

故此时不存在满足条件的实数a,b.

综上述,不存在实数a,b使得函数g(x)=|1-

1
x
|(x>0),有形如[a,b](a<b)的保值区间.

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