已知函数f(x)=
(1)判断当x∈[-2,1)时,函数f(x)的单调性,并用定义证明之; (2)求f(x)的值域 (3)设函数g(x)=ax-2,x∈[-2,2],若对于任意x1∈[-2,2],总存在x0∈[-2,2],使g(x0)=f(x1)成立,求实数a的取值范围. |
(1)函数f(x)在[-2,-1)上是增函数,
证明:∵当x∈[-2,1)时,f(x)=x+
,1 x
∴任取x1,x2∈[-2,1),且x1<x2,
∴x1-x2<0,1<x1x2,
∴1-
>0,1 x1x2
∴f(x1)-f(x2)=x1+
-(x2+1 x1
)=(x1-x2)(1-1 x2
)<0,1 x1x2
∴f(x1)<f(x2),
∴f(x)在[-2,-1)上是增函数;
(2)由(1)可知,f(x)=x+
在[-2,-1)上是增函数,1 x
∴当x∈[-2,-1)时,f(-2)≤f(x)<f(-1),
∴f(x)∈[-
,-2),5 2
当x∈[
,2]时,f(x)=x-1 2
,1 x
∵y=x在[
,2]上为单调递增函数,y=1 2
在[1 x
,2]上为单调递减函数,1 2
∴f(x)在[
,2]上为单调递增函数,1 2
∴x∈[
,2]时,f(1 2
)≤f(x)≤f(2),1 2
∴f(x)∈[-
,3 2
],3 2
当x∈[-1,
)时,f(x)=-2,1 2
综上所述,f(x)的值域为A=[-
,-2]∪[-5 2
,3 2
];3 2
(3)∵函数g(x)=ax-2,x∈[-2,2],
①当a=0时,g(x)=-2,
对于任意x1∈[-2,2],f(x1)∈[-
,-2]∪[-5 2
,3 2
],3 2
∴不存在x0∈[-2,2],使得g(x0)=f(x1)成立,
∴a=0不符合题意;
②当a≠0时,设g(x)的值域为B,
∴B=[-2|a|-2,2|a|-2],
∵对于任意x1∈[-2,2],总存在x0∈[-2,2],使g(x0)=f(x1)成立,
∴A⊆B,
∴
,即-2|a|-2≤- 5 2 2|a|-2≥ 3 2
,|a|≥ 1 4 |a|≥ 7 4
∴|a|≥
,7 4
∴a≤-
或a≥7 4
,7 4
∴实数a的取值范围是(-∞,-
]∪[7 4
,+∞).7 4