问题 解答题
已知函数f(x)=
x-2
ax+1
(a>1,x∈R,x≠-
1
a
)

(1)试问:该函数的图象上是否存在不同的两点,它们的函数值相同,请说明理由;
(2)若函数F(x)=ax+f(x),试问:方程F(x)=0有没有负根,请说明理由.
(3)记G(x)=|ax-b|-b•ax,(x∈R),若G(x)有最小值,求b的取值范围.
答案

(1)令f(x1)=f(x2

x1-2
ax1+1
=
x2-2
ax2+1

化简得:(2a+1)(x1-x2)=0

因为a>1.所以等式成立的唯一条件是:x1=x2

∴函数的图象上不存在不同的两点,它们的函数值相同

(2)F(x)=ax+f(x)=ax

x-2
ax+1

a>1,所以ax在区间(-∞,0]上为增函数,而f(x)在区间(-∞,0]上也是增函数.

根据函数单调性的性质:在同一单调区间内增函数+增函数,还是增函数.

可得函数F(x)=ax+f(x)在区间(-∞,0]上为增函数

又因为F(0)=-1

所以当x<0时,f(x)<-1

所以就不存在x<0,使得f(x)=0.

即方程F(x)=0没有负根

(3)ax>0,

如果b<0,则:g(x)=(1-b)ax-b,为单调递增函数,无最小值.

如果b≥0,则:

当ax>b时,g(x)=(1-b)ax-b,

当ax<b时,g(x)=-(1+b)ax+b,

因为在两个开区间内,g(x)都是单调函数.

所以,要取得最小值的条件是,g(x)在(-∞,b]为减函数,在[b,+∞)为增函数.

所以:

1-b>0

-(1+b)<0

又∵b≥0

解得:0≤b<1

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