题目
设函数f(x)=(a+4)/(3x)-5x+a为定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的奇函数.(1)求实数a的值;(2)判断函数f(x)的单调性,并用定义法证明f(x)在(0,+∞)上的单调性.
设函数$f(x)=\frac{a+4}{3x}-5x+a$为定义在(-∞,0)∪(0,+∞)上的奇函数.
(1)求实数a的值;
(2)判断函数f(x)的单调性,并用定义法证明f(x)在(0,+∞)上的单调性.
(1)求实数a的值;
(2)判断函数f(x)的单调性,并用定义法证明f(x)在(0,+∞)上的单调性.
题目解答
答案
解:(1)∵f(x)是奇函数,x≠0,
∴f(-x)=-f(x),
∴$-\frac{a+4}{3x}+5x+a=-\frac{a+4}{3x}+5x-a$,
∴2a=0,∴a=0.
经检验a=0为所求.
(2)$f(x)=\frac{4}{3x}-5x$的单调减区间为(-∞,0)与(0,+∞),
没有单调增区间,
当x>0时,设0<x1<x2,
则$f({x_1})-f({x_2})=({\frac{4}{{3{x_1}}}-5{x_1}})-({\frac{4}{{3{x_2}}}-5{x_2}})$
=$\frac{4({x}_{2}-{x}_{1})}{3{x}_{1}{x}_{2}}$+5(x2-x1)=$({x_2}-{x_1})({\frac{4}{{3{x_2}{x_1}}}+5})>0$,
∴f(x1)>f(x2),
∴f(x)在(0,+∞)上是减函数.
∴f(-x)=-f(x),
∴$-\frac{a+4}{3x}+5x+a=-\frac{a+4}{3x}+5x-a$,
∴2a=0,∴a=0.
经检验a=0为所求.
(2)$f(x)=\frac{4}{3x}-5x$的单调减区间为(-∞,0)与(0,+∞),
没有单调增区间,
当x>0时,设0<x1<x2,
则$f({x_1})-f({x_2})=({\frac{4}{{3{x_1}}}-5{x_1}})-({\frac{4}{{3{x_2}}}-5{x_2}})$
=$\frac{4({x}_{2}-{x}_{1})}{3{x}_{1}{x}_{2}}$+5(x2-x1)=$({x_2}-{x_1})({\frac{4}{{3{x_2}{x_1}}}+5})>0$,
∴f(x1)>f(x2),
∴f(x)在(0,+∞)上是减函数.
解析
步骤 1:利用奇函数的性质
由于$f(x)$是奇函数,根据奇函数的性质,有$f(-x)=-f(x)$。
步骤 2:代入函数表达式
代入$f(x)=\frac{a+4}{3x}-5x+a$,得到$f(-x)=-\frac{a+4}{3x}+5x+a$。
步骤 3:根据奇函数性质建立等式
根据$f(-x)=-f(x)$,建立等式$-\frac{a+4}{3x}+5x+a=-\frac{a+4}{3x}+5x-a$。
步骤 4:解方程求a
解方程$2a=0$,得到$a=0$。
【答案】
$a=0$
(2)判断函数f(x)的单调性,并用定义法证明f(x)在(0,+∞)上的单调性
【解析】
步骤 1:确定函数表达式
将$a=0$代入$f(x)$,得到$f(x)=\frac{4}{3x}-5x$。
步骤 2:判断单调性
根据函数$f(x)=\frac{4}{3x}-5x$的表达式,可以判断$f(x)$在(-∞,0)和(0,+∞)上是单调递减的。
步骤 3:证明单调性
设$0步骤 4:化简表达式
化简得到$f(x_1)-f(x_2)=\frac{4(x_2-x_1)}{3x_1x_2}+5(x_2-x_1)$。
步骤 5:分析表达式
由于$00$,因此$f(x_1)-f(x_2)>0$,即$f(x_1)>f(x_2)$。
步骤 6:得出结论
根据$f(x_1)>f(x_2)$,可以得出$f(x)$在(0,+∞)上是单调递减的。
由于$f(x)$是奇函数,根据奇函数的性质,有$f(-x)=-f(x)$。
步骤 2:代入函数表达式
代入$f(x)=\frac{a+4}{3x}-5x+a$,得到$f(-x)=-\frac{a+4}{3x}+5x+a$。
步骤 3:根据奇函数性质建立等式
根据$f(-x)=-f(x)$,建立等式$-\frac{a+4}{3x}+5x+a=-\frac{a+4}{3x}+5x-a$。
步骤 4:解方程求a
解方程$2a=0$,得到$a=0$。
【答案】
$a=0$
(2)判断函数f(x)的单调性,并用定义法证明f(x)在(0,+∞)上的单调性
【解析】
步骤 1:确定函数表达式
将$a=0$代入$f(x)$,得到$f(x)=\frac{4}{3x}-5x$。
步骤 2:判断单调性
根据函数$f(x)=\frac{4}{3x}-5x$的表达式,可以判断$f(x)$在(-∞,0)和(0,+∞)上是单调递减的。
步骤 3:证明单调性
设$0
化简得到$f(x_1)-f(x_2)=\frac{4(x_2-x_1)}{3x_1x_2}+5(x_2-x_1)$。
步骤 5:分析表达式
由于$0
步骤 6:得出结论
根据$f(x_1)>f(x_2)$,可以得出$f(x)$在(0,+∞)上是单调递减的。