问题
解答题
已知函数f(x)=
(Ⅰ)求证:函数f(x)是偶函数; (Ⅱ)判断函数f(x)分别在区间(0,2],[2,+∞)上的单调性,并加以证明. |
答案
(Ⅰ)由题可知函数定义域关于原点对称.
当x>0时,-x<0,
则f(x)=
,f(-x)=x2+x+4 x
=(-x2)-(-x)+4 (-x)
,x2+x+4 x
∴f(x)=f(-x).
当x<0时,-x>0,
则f(x)=-
,f(-x)=x2-x+4 x
=-(-x2)+(-x)+4 (-x)
,x2-x+4 x
∴f(x)=f(-x).
综上所述,对于x≠0,都有f(x)=f(-x),∴函数f(x)是偶函数.
(Ⅱ)当x>0时,f(x)=
=x+x2+x+4 x
+1,4 x
设x2>x1>0,则f(x2)-f(x1)=
(x1•x2-4)x2-x1 x1•x2
当x2>x1≥2时,f(x2)-f(x1)>0;当2≥x2>x1>0时,f(x2)-f(x1)<0,
∴函数f(x)在(0,2]上是减函数,函数f(x)在[2,+∞)上是增函数.
(另证:当x>0,f(x)=
=x+x2+x+4 x
+1,f′(x)=1-4 x
;4 x2
∵0<x≤2⇒0<x2≤4⇔
≥1⇔1-4 x2
≤04 x2
x≥2⇔x2≥4⇔0<
≤1⇔1-4 x2
≥04 x2
∴函数f(x)在(0,2]上是减函数,在[2,+∞)上是增函数.