问题
解答题
设a>0,函数f(x)=x-a
(I)若f(x)在区间(0,1]上是增函数,求a的取值范围; (Ⅱ)求f(x)在区间(0,1]上的最大值. |
答案
(I)对函数f(x)求导数,得f′(x)=1-
.(2分)ax x2+1
要使f(x)在区间(0,1]上是增函数,只要f′(x)=1-
≥0在(0,1]上恒成立,ax x2+1
即a≤
=x2+1 x
在(0,1]上恒成立(4分)1+ 1 x2
因为
在(0,1]上单调递减,所以1+ 1 x2
在(0,1]上的最小值是1+ 1 x2
,2
注意到a>0,所以a的取值范围是(0,
].(6分)2
(II)①当0<a≤
时,由(I)知,f(x)在区间(0,1]上是增函数,2
此时f(x)在区间(0,1]上的最大值是f(1)=1+(1-
)a.(8分)2
②当a>
时,令f′(x)=1-2
=0,ax x2+1
解得x=
∈(0,1).(10分)1 a2-1
因为0<x<
时,f′(x)>0;1 a2-1
<x<1时,f′(x)<0,1 a2-1
所以f(x)在(0,
)上单调递增,在(1 a2-1
,1)上单调递减,1 a2-1
此时f(x)在区间(0,1]上的最大值是f(
)=a-1 a2-1
.(13分)a2-1
综上,当0<a≤
时,f(x)在区间(0,1]上的最大值是1+(1-2
)a;2
当a>
时,f(x)在区间(0,1]上的最大值是a-2
.(14分)a2-1