已知函数f(x)=x+1/x+1,g(x)=ax+5-2a(a>0). (Ⅰ)判断函数f(x)在[0,1]上的单调性,并用定义加以证明; (Ⅱ)若对任意m∈[0,1],总存在m0∈[0,1],使得g(m0)=f(m)成立,求实数a的取值范围
问题描述:
已知函数f(x)=x+
,g(x)=ax+5-2a(a>0).1 x+1
(Ⅰ)判断函数f(x)在[0,1]上的单调性,并用定义加以证明;
(Ⅱ)若对任意m∈[0,1],总存在m0∈[0,1],使得g(m0)=f(m)成立,求实数a的取值范围.
答
(Ⅰ)函数f(x)在[0,1]上的单调递增,
证明如下:设0≤x1<x2≤1,
则f1(x)-f2(x)=x1+
-x2-1
x1+1
=(x1-x2)+1
x2+1
=
x2-x1
(x1+1)(x2+1)
,(x1-x2)(x1x2+x1+x2) (x1+1)(x2+1)
∵(x1-x2)<0,(x1+1)(x2+1)>0,(x1x2+x1+x2)>0,
∴f1(x)-f2(x)<0,即f1(x)<f2(x),
∴函数f(x)在[0,1]上的单调递增.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知,当m∈[0,1]时,f(m)∈[1,
],3 2
∵a>0,g(x)=ax+5-2a在[0,1]上的单调递增,
∴m0∈[0,1]时,g(m0)∈[5-2a,5-a].
依题意,只需[1,
]⊆[5-2a,5-a],3 2
∴
,
5-2a≤1 5-a≥
3 2
解得2≤a≤
,7 2
即 实数a的取值范围[2,
].7 2