问题 解答题
已知a、b是正整数,函数f(x)=ax+
2
x+b
(x≠-b)
的图象经过点(1,3).
(1)求函数f(x)的解析式;
(2)判断函数f(x)在(-1,0]上的单调性,并用单调性定义证明你的结论.
答案

(1)由函数f(x)=ax+

2
x+b
(x≠-b)的图象过点(1,3),知3=a+
2
1+b
,(3-a)(b+1)=2
.…(2分)

又a、b均为正整数,

故3-a>0,b+1≥2.于是,必有

3-a=1
b+1=2
,即
a=2
b=1
.…(7分)

所以f(x)=2x+

2
x+1
(x≠-1).…(8分)

(2)结论:f(x)=2x+

2
x+1
(x≠-1)在(-1,0]上是减函数.…(9分)

证明  设x1、x2是(-1,0]内的任意两个不相等的实数,且x1<x2.…(10分)

f(x1)-f(x2)=2x1+

2
x1+1
-(2x2+
2
x2+1
)…(11分)

=2(x1-x2)+

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

=2(x1-x2)•

x2+x1(1+x2)
(x1+1)(x2+1)
.…(13分)

又-1<x1≤0,-1<x2≤0,x1<x2,故x1-x2<0,1+x2>0,x2+x1(1+x2)<0.(14分)

于是,2(x1-x2)•

x2+x1(1+x2)
(x1+1)(x2+1)
>0,即f(x1)-f(x2)>0,f(x1)>f(x2).…(16分)

所以,函数f(x)=2x+

2
x+1
(x≠-1)在(-1,0]上是减函数.

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