问题
解答题
设a∈R,函数f(x)=
(Ⅰ)当a=2时,试确定函数f(x)的单调区间; (Ⅱ)若对任何x∈R,且x≠0,都有f(x)>x-1,求a的取值范围. |
答案
(Ⅰ)当x<0时,f(x)=-
+2,1 x
因为f′(x)=
>0,所以f(x)在(-∞,0)上为增函数;1 x2
当x>0时,f(x)=
(x-2)-1,f′(x)=x 3 2
-x
,由f′(x)>0,解得x>1 x
,由f′(x)<0,解得0<x<2 3
,2 3
所以f(x)在(
,+∞)上为增函数,在(0,2 3
)上为减函数.2 3
综上,f(x)增区间为(-∞,0)和(
,+∞),减区间为(0,2 3
).2 3
(Ⅱ)当x<0时,由f(x)>x-1,得-
+a>x-1,即a>1 x
+x-1,1 x
设g(x)=
+x-1,1 x
所以g(x)=-[(-
)+(-x)]-1≤-21 x
-1=-3(当且仅当x=-1时取等号),(-x)•(-
)1 x
所以当x=-1时,g(x)有最大值-3,
因为对任何x<0,不等式a>
+x-1恒成立,所以a>-3;1 x
当x>0时,由f(x)>x-1,得
(x-a)-1>x-1,即a<x-x
,x
设h(x)=x-
,则h(x)=x-x
=(x
-x
)2-1 2
,1 4
所以当
=x
,即x=1 2
时,h(x)有最小值-1 4
,1 4
因为对任何x>0,不等式a<x-
恒成立,所以a<-x
.1 4
综上,实数a的取值范围为-3<a<-
.1 4