设函数f(x)是定义在(-∞,+∞)上的增函数,是否存在这样的实数a,使得不等式f(1-ax-x2)<f(2-a)对于任意x∈[0,1]都成立?若存在,试求出实数a的取值范围;若不存在,请说明理由.
解法一:由条件得1-ax-x2<2-a对于x∈[0,1]恒成立
令g(x)=x2+ax-a+1,只需g(x)在[0,1]上的最小值大于0即可.
g(x)=x2+ax-a+1=(x+
)2-a 2
-a+1.a2 4
①当-
<0,即a>0时,g(x)min=g(0)=1-a>0,∴a<1,故0<a<1;a 2
②当0≤-
≤1,即-2≤a≤0时,g(x)min=g(-a 2
)=-a 2
-a+1>0,∴-2-2a2 4
<a<-2+22
,故-2≤a≤0;2
③当-
>1,即a<-2时,g(x)min=g(1)=2>0,满足,故a<-2.a 2
故存在实数a,使得不等式f(1-ax-x2)<f(2-a)对于任意x∈[0,1]都成立,其取值范围是(-∞,1).
解法二:由1-ax-x2<2-a得(1-x)a<x2+1,
∵x∈[0,1],∴1-x≥0,
∴①当x=1时,0<2恒成立,此时a∈R;
②当x∈[0,1)时,a<
恒成立.x2+1 1-x
求当x∈[0,1)时,函数y=
的最小值.x2+1 1-x
令t=1-x(t∈(0,1]),则y=
=x2+1 1-x
=t+(1-t)2+1 t
-2,2 t
而函数y=t+
-2是(0,1]上的减函数,所以当且仅当t=1,即x=0时,ymin=1.2 t
故要使不等式在[0,1)上恒成立,只需a<1,
由①②得a<1.
故存在实数a,使得不等式f(1-ax-x2)<f(2-a)对于任意x∈[0,1]都成立,其取值范围是(-∞,1).