问题
解答题
已知函数f(x)=
(1)求实数m的值; (2)判断函数y=f(x)在区间(-∞,m-1]上的单调性,并用函数单调性的定义证明; (3)求实数k的取值范围,使得关于x的方程f(x)=kx分别为: ①有且仅有一个实数解; ②有两个不同的实数解; ③有三个不同的实数解. |
答案
(1)由f(1)=-1,得
=-1,|m|=1,|m| -1
∵m>0,∴m=1. (4分)
(2)由(1),m=1,从而f(x)=
,只需研究f(x)在(-∞,0]上的单调性.|x| x-2
当x∈(-∞,0]时,f(x)=
.-x x-2
设x1,x2∈(-∞,0],且x1<x2,则f(x1)-f(x2)=
--x1 x1-2
=-x2 x2-2
,(6分)2(x1-x2) (x1-2)(x2-2)
∵x1<x2≤0,∴x1-x2<0,x1-2<0,x2-2<0,
∴f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2).
∴函数f(x)在区间(-∞,0]上是单调递增函数. (10分)
(3)原方程即为
=kx…①|x| x-2
x=0恒为方程①的一个解. (11分)
若x<0时方程①有解,则
=kx,解得x=2--x x-2
,1 k
由2-
<0,得 0<k<1 k
; (13分)1 2
若x>0且x≠2时方程①有解,则
=kx,解得x=2+x x-2
,1 k
由2+
>0且2+1 k
≠2,得k<-1 k
或k>0. (15分)1 2
综上可得,当k∈[-
,0]时,方程f(x)=kx有且仅有一个解;1 2
当k∈(-∞,-
)∪[1 2
,+∞)时,方程f(x)=kx有两个不同解;1 2
当k∈(0,
)时,方程f(x)=kx有三个不同解. (18分)1 2