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分段函数的单调性

2014-10-27范红星

中学生天地·高中学习版 2014年10期
关键词:增函数实数参考答案

范红星

例: 已知f(x)=(3a-1)x+4a,x<1,logax,x≥1是(-∞,+∞)上的减函数,则实数a的取值范围是 .

(A) (0,1)

(B) 0,

(C) ,

(D) ,1

错解: 当x<1时, f(x)=(3a-1)x+4a递减,得3a-1<0,即a<;当x≥1时, f(x)=logax递减,得0

错因分析:这一错误解法在同学中普遍存在, 选项B是不对的. 主要错误原因是同学们只从局部认识函数f(x)单调递减的意义,没有从全局上理解函数f(x)在(-∞,+∞)上单调递减的深刻含义.

事实上,当x<1时f(x)=(3a-1)x+4a递减、x≥1时f(x)=logax递减,并不能保证f(x)在(-∞,+∞)上递减. 如图1所示,当x1

真正满足题意的是图2的情形,从图上可以看出:除了要满足x<1时f(x)=(3a-1)x+4a递减、x≥1时f(x)=logax递减外,还必须满足[(3a-1)x+4a]min≥(logax)max. 因此在判断分段函数单调性时,要特别注意临界情况的分析.

正解:由题意得3a-1<0,0

【练一练】

(1) 若函数f(x)= ax,x>1,4-x+2,x≤1是R上的增函数,则实数a的取值范围为

.

(A) (1,+∞)

(B) (1,8)

(C) (4,8)

(D) [4,8)

(2) 若函数f(x)=(4-2a2)x+a2,x≤1, 2a+log3(x+2),x>1在区间(0,+∞)上单调递增, 则实数a 的取值范围是 .

(3) 已知函数f(x)=(3-a)x-3,x≤7,ax-6,x>7,数列{an}满足:an=f(n),n∈N*且{an}是递增数列,则实数a的取值范围是 .

【参考答案】

(1)由题意得a>1,4->0,4-×1+2≤a,

所以a>1,a<8,a≥4,解得4≤a<8,选D.

(2) 由题意得4-2a2>0,(4-2a2)×1+a2≤2a+1,

所以-

(3) 当x>7时,由于{an}是递增数列,所以ax-6递增,a>1.同理,x≤7时,(3-a)x-3递增,所以3-a>0,a<3.在两段“衔接”处要求a72或a<-9. 综上可得,a∈(2,3).

例: 已知f(x)=(3a-1)x+4a,x<1,logax,x≥1是(-∞,+∞)上的减函数,则实数a的取值范围是 .

(A) (0,1)

(B) 0,

(C) ,

(D) ,1

错解: 当x<1时, f(x)=(3a-1)x+4a递减,得3a-1<0,即a<;当x≥1时, f(x)=logax递减,得0

错因分析:这一错误解法在同学中普遍存在, 选项B是不对的. 主要错误原因是同学们只从局部认识函数f(x)单调递减的意义,没有从全局上理解函数f(x)在(-∞,+∞)上单调递减的深刻含义.

事实上,当x<1时f(x)=(3a-1)x+4a递减、x≥1时f(x)=logax递减,并不能保证f(x)在(-∞,+∞)上递减. 如图1所示,当x1

真正满足题意的是图2的情形,从图上可以看出:除了要满足x<1时f(x)=(3a-1)x+4a递减、x≥1时f(x)=logax递减外,还必须满足[(3a-1)x+4a]min≥(logax)max. 因此在判断分段函数单调性时,要特别注意临界情况的分析.

正解:由题意得3a-1<0,0

【练一练】

(1) 若函数f(x)= ax,x>1,4-x+2,x≤1是R上的增函数,则实数a的取值范围为

.

(A) (1,+∞)

(B) (1,8)

(C) (4,8)

(D) [4,8)

(2) 若函数f(x)=(4-2a2)x+a2,x≤1, 2a+log3(x+2),x>1在区间(0,+∞)上单调递增, 则实数a 的取值范围是 .

(3) 已知函数f(x)=(3-a)x-3,x≤7,ax-6,x>7,数列{an}满足:an=f(n),n∈N*且{an}是递增数列,则实数a的取值范围是 .

【参考答案】

(1)由题意得a>1,4->0,4-×1+2≤a,

所以a>1,a<8,a≥4,解得4≤a<8,选D.

(2) 由题意得4-2a2>0,(4-2a2)×1+a2≤2a+1,

所以-

(3) 当x>7时,由于{an}是递增数列,所以ax-6递增,a>1.同理,x≤7时,(3-a)x-3递增,所以3-a>0,a<3.在两段“衔接”处要求a72或a<-9. 综上可得,a∈(2,3).

例: 已知f(x)=(3a-1)x+4a,x<1,logax,x≥1是(-∞,+∞)上的减函数,则实数a的取值范围是 .

(A) (0,1)

(B) 0,

(C) ,

(D) ,1

错解: 当x<1时, f(x)=(3a-1)x+4a递减,得3a-1<0,即a<;当x≥1时, f(x)=logax递减,得0

错因分析:这一错误解法在同学中普遍存在, 选项B是不对的. 主要错误原因是同学们只从局部认识函数f(x)单调递减的意义,没有从全局上理解函数f(x)在(-∞,+∞)上单调递减的深刻含义.

事实上,当x<1时f(x)=(3a-1)x+4a递减、x≥1时f(x)=logax递减,并不能保证f(x)在(-∞,+∞)上递减. 如图1所示,当x1

真正满足题意的是图2的情形,从图上可以看出:除了要满足x<1时f(x)=(3a-1)x+4a递减、x≥1时f(x)=logax递减外,还必须满足[(3a-1)x+4a]min≥(logax)max. 因此在判断分段函数单调性时,要特别注意临界情况的分析.

正解:由题意得3a-1<0,0

【练一练】

(1) 若函数f(x)= ax,x>1,4-x+2,x≤1是R上的增函数,则实数a的取值范围为

.

(A) (1,+∞)

(B) (1,8)

(C) (4,8)

(D) [4,8)

(2) 若函数f(x)=(4-2a2)x+a2,x≤1, 2a+log3(x+2),x>1在区间(0,+∞)上单调递增, 则实数a 的取值范围是 .

(3) 已知函数f(x)=(3-a)x-3,x≤7,ax-6,x>7,数列{an}满足:an=f(n),n∈N*且{an}是递增数列,则实数a的取值范围是 .

【参考答案】

(1)由题意得a>1,4->0,4-×1+2≤a,

所以a>1,a<8,a≥4,解得4≤a<8,选D.

(2) 由题意得4-2a2>0,(4-2a2)×1+a2≤2a+1,

所以-

(3) 当x>7时,由于{an}是递增数列,所以ax-6递增,a>1.同理,x≤7时,(3-a)x-3递增,所以3-a>0,a<3.在两段“衔接”处要求a72或a<-9. 综上可得,a∈(2,3).

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