问题 解答题
已知函数f(x)=x+
a
x
+a,x∈[1,+∞),且a<1
(1)判断f(x)单调性并证明;
(2)若m满足f(3m)>f(5-2m),试确定m的取值范围.
(3)若函数g(x)=xf(x)对任意x∈[2,5]时,g(x)+2x+
3
2
>0恒成立,求实数a的取值范围.
答案

(1)由题得f(x)=x+

a
x
+a,设1≤x1<x2

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

a
x1
-
a
x2
=(x1-x2)
(x1x2-a)
x1x2
…(2分)

因为1≤x1<x2,所以x1-x20.所以f(x1)-f(x2)<0…(4分)

所以f(x1)<f(x2),即f(x)在[1,+∞)上为增函数.…(5分)

(2)由(1)得:f(x)在[1,+∞)上为增函数,要满足f(3m)>f(5-2m),

只要1≤5-2m<3m,得1<m≤2…(7分)

(3)g(x)=xf(x)=x2+ax+a,由g(x)+2x+

3
2
>0得:x2+a(x+1)+2x+
3
2
>0
,即a(x+1)>-(x+1)2-
1
2
 ①

因为x∈[2,5]时,x+1∈[3,6],那么①式可转化为a>-(x+1)-

1
2(x+1)
…(9分)

所以题目等价于化为a>-(x+1)-

1
2(x+1)
在x∈[2,5]上恒成立.即a大于函数y=-(x+1)-
1
2(x+1)
在x∈[2,5]上的最大值.

即求y=(x+1)+

1
2(x+1)
在x∈[2,5]上的最小值.…(10分)

令t=x+1,则t∈[3,6],所以y=t+

1
2t
,由(1)得y=t+
1
2t

在t∈[3,6],上为增函数,所以最小值为

19
6
.所以-
19
6
<a<1
.…(12分)

单项选择题
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