问题 解答题

已知函数f(x)=(ax-1)(x+1).

(Ⅰ)当a=1时,求f(x)在区间[-1,2]上的值域;

(Ⅱ)若函数f(x)在区间[-1,+∞)上是减函数,求a的取值范围;

(Ⅲ)解关于x的不等式f(x)<0.

答案

(Ⅰ)当a=l时,f(x)=(x-1)(x+1)=x2-1,

函数f(x)在区间(-∞,0]上单调递减,在区间[0,+∞)上单调递增,

所以,f(x)在区间[-1,2]上的最小值为f(0)=-1…(2分)

f(x)在区间[-1,2]上的最大值为f(2)=3…(3分)

故f(x)在区间[-1,2]上的值域为[-1,3]…(4分)

(Ⅱ)当a=0时,f(x)=-x-1,在区间[-1,+∞)上是减函数,符合题意…(5分)

当a≠0时,若函数f(x)在区间[-1,+∞)上是减函数,

则a<0,且

1
a
≤-1,…(7分)

所以-1≤a<0,…(9分)

所以a的取值范围是[-1,0]

(Ⅲ)由已知,解不等式(ax-1)(x+1)<0.

当a=0时,可解得x>-1,解集为{x|x>-1} …(10分)

当a>0时,不等式可化为(x-

1
a
)(x+1)<0,解得-1<x<
1
a
,解集为{|-1<x<
1
a
 } …(11分)

当a<0时,不等式可化为(x-

1
a
)(x+1)>0,

1
a
=-1,即a=-1时,x≠-1,解集为{x|}x≠-1;                   …(12分)

1
a
>-1,即a<-1时,x<-1或x>
1
a
,解集为{x|x<-1或x>
1
a
 }           …(13分)

1
a
<-1,即-1<a<0时,x<
1
a
或x>-1,解集为{x|x<
1
a
或x>-1 }         …(14分)

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