已知函数f(x)=ax+x-2/x+1(a>1). (1)判定函数f(x)在(-1,+∞)上的单调性,并给出证明; (2)证明:方程f(x)=0没有负数根.

问题描述:

已知函数f(x)=ax+

x-2
x+1
(a>1).
(1)判定函数f(x)在(-1,+∞)上的单调性,并给出证明;
(2)证明:方程f(x)=0没有负数根.

(1)函数在f(x)在(-1,+∞)上为增函数.
证明如下:设x1,x2∈(-1,+∞),且x1<x2
∵a>1,
ax1-ax2<0,x1-x2<0,x1+1>0,x2+1>0
∴f(x1)-f(x2)=(ax1+

x1-2
x1+1
)-(ax2+
x2-2
x2+1
)=(ax1-ax2)+[
(x1-2)(x2+1)
(x1+1)(x2+1)
-
(x2-2)(x1+1)
(x1+1)(x2+1)
]=(ax1-ax2)+
3(x1-x2)
(x1+1)(x2+1)
<0,
f(x1)<f(x2
∴函数f(x)在(-1,+∞)上为增函数.
证明:(2)假设f(x)=0 有负根 x0,且 x0≠-1,即 f(x0)=0.
根据f(0)=1+
0-2
0+1
=-1,可得 f(x0)>f(0)①. 
若-1<x0<0,由函数f(x)=ax+
x-2
x+1
在(-1,+∞)是增函数,可得f(x0)<f(0)=-1,这与①矛盾.
若x0<-1,则 ax0>0,x0-2<0,x0+1<0,∴f(x0)>0,这也与①矛盾.
故假设不正确.
∴方程 ax+
x-2
x+1
=0 没有负根.