问题 解答题
已知函数f(x)=
1
a
-
1
x
(a≠0,x≠0).
(1)求证:f(x)在(0,+∞)上是增函数;
(2)设F(x)=f(x)-a,且F(x)为奇函数,求a的值;
(3)若关于t(t≠0)的方程f(
1
t2
)=t4+1
有实数解,求a的取值范围.
答案

(1)证明:任取x1>x2>0,

f(x1)-f(x2)=(

1
a
-
1
x1
)-(
1
a
-
1
x2
)=
1
x2
-
1
x1
=
x1-x2
x1x2
  …(1分)

∵x1>x2>0,∴x1x2>0,x1-x2>0,…(3分)

∴f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2

故f(x)在(0,+∞)上是增函数             …(5分)

(2)可得F(x)=f(x)-a=

1
a
-
1
x
-a…(6分)

F(-x)=

1
a
+
1
x
-a,又因为F(-x)为奇函数,

所以 F(-x)+F(x)=

2
a
-2a=0…(8分)

解得 a=1或 a=-1…(10分)

(3)由f(

1
t2
)=t4+1得:t4+t2+1-
1
a
=0
,令 m=t2,(m>0)…(12分)

所以本题等价于关于m的方程 m2+m+1-

1
a
=0有正数解.   …(14分)

F(m)=m2+m+1-

1
a
,其对称轴为 m=-
1
2

∴F(m)在区间(-

1
2
,+∞)为增函数,

所以有 F(0)=1-

1
a
<0,解得0<a<1…(16分)

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单项选择题