问题 解答题
设函数f(x)=
x2+1
-ax
,其中a>0,
(1)解不等式f(x)≤1;
(2)证明:当a≥1时,函数f(x)在区间[0,+∞]上是单调函数.
答案

(1)不等式f(x)≤1即

x2+1
≤1+ax,

由此得1≤1+ax,即ax≥0,其中常数a>0.

所以,原不等式等价于

x2+1≤(1+ax)2
x≥0.

x≥0
(a2-1)x+2a≥0
(3分)

所以,当0<a<1时,所给不等式的解集为{x|0≤x≤

2a
1-a2
};

当a≥1时,所给不等式的解集为{x|x≥0}.(6分)

(2)证明:在区间[0,+∞)上任取x1,x2

使得x1<x2f(x1)-f(x2)=

x21
+1
-
x22
+1
-a(x1-x2)

=

x21
-
x22
x21
+1
+
x22
+1
-a(x1-x2)

=(x1-x2)(

x1+x2
x21
+1
+
x22
+1
-a).(9分)

x1+x2
x21
+1
+
x22
+1
<1,且a≥1,

x1+x2
x21
+1
+
x22
+1
-a<0,

又x1-x2<0,

∴f(x1)-f(x2)>0,

即f(x1)>f(x2).

所以,当a≥1时,函数f(x)在区间[0,+∞)上是单调递减函数.(12分)

单项选择题
单项选择题