题目
讨论 (x)=dfrac (1)(x) 在区间(0,1),(1,2), (2,+infty ) (0,+infty ) 上的有界性.
题目解答
答案
区间 ( (0, 1) ):
在 ( (0, 1) ) 区间内, ( 是一个单调递减函数。
当 即 ( f(x) ) 在 ( (0, 1) ) 区间上无界。
区间 ( (1, 2) ):
在 ( (1, 2) ) 区间内, ( 同样是单调递减函数。
在这个区间内, ( f(x) ) 的取值范围是 ( ,即 ( f(x) ) 在 ( (1, 2) ) 区间上有界。
区间
在 () 区间内,
) 依然是单调递减函数。
( f(x) ) 在这个区间内取值范围是 ( 区间上有界。
区间 (:
在 ( 是单调递减函数。
从前面的讨论可以看出, ( f(x) ) 在 ( (0, 1) ) 区间上无界,在 (区间上有界。
解析
考查要点:本题主要考查函数有界性的判断,需要结合函数单调性分析不同区间内的取值范围。
解题核心思路:
- 明确有界性定义:若存在实数$M$,使得$|f(x)| \leq M$在区间内恒成立,则$f(x)$在该区间上有界。
- 利用单调性分析极值:函数$f(x)=\dfrac{1}{x}$在定义域内单调递减,可通过端点值确定取值范围。
- 分区间讨论:分别判断每个区间内是否存在无界情况(如趋近于无穷大)。
破题关键点:
- (0,1):当$x \to 0^+$时,$f(x) \to +\infty$,故无界。
- (1,2)和(2,+\infty):通过端点值确定取值范围,均为有界。
- (0,+\infty):因包含无界的子区间(0,1),整体无界。
区间 $(0,1)$
- 单调性:$f(x)=\dfrac{1}{x}$在$(0,1)$上单调递减。
- 极限分析:当$x \to 0^+$时,$f(x) \to +\infty$。
- 结论:函数值无上界,故在$(0,1)$上无界。
区间 $(1,2)$
- 单调性:$f(x)=\dfrac{1}{x}$在$(1,2)$上单调递减。
- 取值范围:当$x=1$时,$f(x)=1$;当$x=2$时,$f(x)=\dfrac{1}{2}$,故$f(x) \in \left( \dfrac{1}{2}, 1 \right]$。
- 结论:存在界$M=1$,故在$(1,2)$上有界。
区间 $(2,+\infty)$
- 单调性:$f(x)=\dfrac{1}{x}$在$(2,+\infty)$上单调递减。
- 取值范围:当$x=2$时,$f(x)=\dfrac{1}{2}$;当$x \to +\infty$时,$f(x) \to 0$,故$f(x) \in \left( 0, \dfrac{1}{2} \right]$。
- 结论:存在界$M=\dfrac{1}{2}$,故在$(2,+\infty)$上有界。
区间 $(0,+\infty)$
- 综合分析:包含无界区间$(0,1)$,因此整体无界。
- 结论:在$(0,+\infty)$上无界。