问题 解答题
已知函数y=x+
a
x
有如下性质:如果常数a>0,那么该函数在(0,
a
]上是减函数,在[
a
,+∞)上是增函数.
(1)如果函数y=x+
2b
x
(x>0)的值域为[6,+∞),求b的值;
(2)研究函数y=x2+
c
x2
(常数c>0)在定义域内的单调性,并说明理由;
(3)对函数y=x+
a
x
和y=x2+
a
x2
(常数a>0)作出推广,使它们都是你所推广的函数的特例.研究推广后的函数的单调性(只须写出结论,不必证明),并求函数F(x)=(x2+
1
x
)n
+(
1
x2
+x)n
(n是正整数)在区间[
1
2
,2]上的最大值和最小值(可利用你的研究结论).
答案

(1)函数y=x+

2b
x
(x>0)的最小值是2
2b
,则2
2b
=6,

∴b=log29.

(2)设0<x1<x2,y2-y1=

x22
+
c
x22
-
x21
-
c
x21
=(
x22
-
x21
)(1-
c
x21
x22
).

4c
<x1<x2时,y2>y1,函数y=x2+
c
x2
在[
4c
,+∞)上是增函数;

当0<x1<x2

4c
时y2<y1,函数y=x2+
c
x2
在(0,
4c
]上是减函数.

又y=x2+

c
x2
是偶函数,于是,

该函数在(-∞,-

4c
]上是减函数,在[-
4c
,0)上是增函数;

(3)可以把函数推广为y=xn+

a
xn
(常数a>0),其中n是正整数.

当n是奇数时,函数y=xn+

a
xn
在(0,
2na
]上是减函数,在[
2na
,+∞)上是增函数,

在(-∞,-

2na
]上是增函数,在[-
2na
,0)上是减函数;

当n是偶数时,函数y=xn+

a
xn
在(0,
2na
]上是减函数,在[
2na
,+∞)上是增函数,

在(-∞,-

2na
]上是减函数,在[-
2na
,0)上是增函数;

F(x)=(x2+

1
x
)n+(
1
x2
+x)n

=

C0n
(x2n+
1
x2n
)
+C1n
(x2n-2+
1
x2n-3
)+…+
Crn
(x2n-3r+
1
x2n-3r
)+…+
Cnn
(xn+
1
xn
)

因此F(x)在[

1
2
,1]上是减函数,在[1,2]上是增函数.

所以,当x=

1
2
或x=2时,F(x)取得最大值(
9
2
n+(
9
4
n

当x=1时F(x)取得最小值2n+1

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