问题 解答题
已知函数f(x)=
2-x
x+1

(1)用单调性的定义证明:函数f(x)在(-1,+∞)上为减函数;
(2)若关于x的方程f(x)-3x-m=0在x∈[1,+∞)上有解,求实数m的最大值;
(3)是否存在负数x0,使得f(x0)=3x0成立,若存在求出x0;若不存在,请说明理由.
答案

(1)设0<x1<x2,则f(x1)-f(x2)=

3(x2-x1)
(x1+1)(x2+1)

∵0<x1<x2,∴x2-x1>0,x1+1>0,x2+1>0

∴f(x1)-f(x2)>0

∴函数f(x)在(-1,+∞)上为减函数;

(2)方程f(x)-3x-m=0等价于m=f(x)-3x

由于m=f(x)-3x在x∈[1,+∞)上 单调减

m≤

1
2
-3=-2
1
2

∴实数m的最大值为-2

1
2

(3)不存在

假设存在负数x0,则:因为x0为负数,所以0<3x<1,所以0<

2-x
x+1
<1,

1
2
<x<2,与前面的假设相矛盾,

所以,不存在负数x0,使得f(x0)=3x0成立,

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