问题 解答题

已知集合A={x||x-a|<ax,a>0},函数f(x)=sinπx-cosπx.

(1)写出函数f(x)的单调递增区间;

(2)求集合A;

(3)如果函数f(x)是A上的单调递增函数,求a的取值范围.

答案

(1)∵函数f(x)=sinπx-cosπx=

2
sin(πx-
π
4
),令2kπ-
π
2
≤πx-
π
4
≤2kπ+
π
2
,k∈z,

求得2k-

1
4
≤x≤2k+
3
4
,故函数的增区间为[2k-
1
4
,2k+
3
4
],k∈z.

(2)由于|x-a|<ax(a>0),即

x>0
-ax<x-a<ax
,即
x>0
x>
a
1+a
(1-a)x<a

故当a>1时,解得x>

a
1+a
;当a=1时,解得x>
a
1+a
;当0<a<1时,解得
a
1+a
x<
a
1-a

综上可得,当a≥1时,A=(

a
1+a
,+∞);当0<a<1时,A=(
a
1+a
a
1-a
).

(3)当a≥1时,A=(

a
1+a
,+∞),显然函数f(x)=
2
sin(πx-
π
4
) 在A上不是单调递增函数.

当0<a<1时,A=(

a
1+a
a
1-a
),要使函数f(x)=
2
sin(πx-
π
4
) 在A上是单调增函数,

需(

a
1+a
a
1-a
)⊆[-
1
4
3
4
],即
0<a<1
a
1-a
3
4
,解得0<a≤
3
7
,即a的范围为(0,
3
7
].

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