问题 解答题
已知函数f(x)=a-
1
|x|

(1)求证:y=f(x)在(0,+∞)上是增函数;
(2)若函数y=f(x)在[m,n]上的值域是[m,n](m≠n),求实数a的取值范围.
答案

(1)证明:∵(0,+∞)时,f(x)=a-

1
|x|
=a-
1
x

f(x)=

1
x2
>0,

∴y=f(x)在(0,+∞)上是增函数.

(2)函数的定义域:x>0或x<0.

当x>0时,f(x)=a-

1
x
单调递增;当x<0时,f(x)=a+
1
x
单调递减.

当x>0时,f(m)=m且f(n)=n且m<n,即m=a-

1
m
,且n=a-
1
n
,且m<n,

这个式子等价于方程

x=a-

1
x
有两个不等实根,即二元一次方程x2-ax+1=0有两个正的不等实根,

当x<0时,f(m)=n且f(n)=m,即a+

1
m
=n,且a+
1
n
=m,且m<n<0,

a=n-

1
m
=m-
1
n

根据以上情况,有:

①对称轴

a
2
,判别式△=a2-4>0,且x=0时等式左边=1>0.解得a>2.

②a2=nm+

1
mn
-2,

a-a=(n-m)-(

1
m
-
1
n
)=(n-m)-
n-m
mn
=(n-m)(1-
1
mn
)=0,

因为n-m≠0,所以1-

1
mn
=0,即mn=1,所以a2=1+1-2=0

综上所述,a的取值范围是{a|a>2或a=0}.

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