已知集合M是满足下列性质的所有函数f(x)组成的集合:对于函数f(x),定义域内的任意两个不同自变量x1,x2,均有|f(x1)-f(x2)|≤|x1-x2|成立.(1)判断函数f(x)=3x+1是否属于集合M?说明理由;(2)若g(x)=a(x+1x)在(1,+∞)上属于M,求实数a的取值范围.
问题描述:
已知集合M是满足下列性质的所有函数f(x)组成的集合:对于函数f(x),定义域内的任意两个不同自变量x1,x2,均有|f(x1)-f(x2)|≤|x1-x2|成立.
(1)判断函数f(x)=3x+1是否属于集合M?说明理由;
(2)若g(x)=a(x+
)在(1,+∞)上属于M,求实数a的取值范围. 1 x
答
知识点:考查反例在证明问题中的重要作用,同时考查不等式恒成立问题的解法.
(1)f(x)=3x-1∉M,可举反例说明:
若x1=1,x2=2,则f(x1)=4,f(x2)=7,|f(x1)-f(x2)|=3≤1=|x1-x2|不成立.
(2)对任意两个自变量x1,x2∈(1,+∞),g(x)=a(x−
)1 x
因为|g(x1)-g(x2)|=|a(x1−
)−a(x2−1 x1
)|=|a|•|(x1−x2)+(1 x2
)|x2−x1
x1x2
=|a|•|x1−x2|•|1−
| ≤|x1−x2|恒成立.1
x1x2
⇒|a|•|1−
|≤1⇒|a|≤|1
x1x2
|1 |1−
|1
x1x2
又x1>1,x2>1⇒x1x2>1⇒|1−
| ∈(0,1)⇒|1
x1x2
| ∈(1,+∞)1 |1−
|1
x1x2
即|a|≤1
故a的取值范围是:[-1,1]
答案解析:(1)判断f(x)是否属于集合M,就看其是否满足条件,通过具体的反例可以直接判断出来.
(2)g(x)属于M则满足不等式条件,通过解恒成立的不等式,进而求得a的范围.
考试点:抽象函数及其应用;元素与集合关系的判断.
知识点:考查反例在证明问题中的重要作用,同时考查不等式恒成立问题的解法.