已知函数f(x)=|x|x+2. (1)判断函数f(x)在区间(0,+∞)上的单调性,并加以证明; (2)如果关于x的方程f(x)=kx2有四个不同的实数解,求实数k的取值范围.

已知函数f(x)=
|x|
x+2

(1)判断函数f(x)在区间(0,+∞)上的单调性,并加以证明;
(2)如果关于x的方程f(x)=kx2有四个不同的实数解,求实数k的取值范围.
数学人气:967 ℃时间:2019-08-19 10:11:26
优质解答
(1)函数f (x)在区间(0,+∞)上,证明如下:
∵f(x)=
|x|
x+2

∴当x>0时,f(x)=1−
2
x+2

y=
2
x+2
在(0,+∞)
上是减函数
∴f (x)在区间(0,+∞)上是增函数.(4分)
(2)原方程即:
|x|
x+2
=kx2
①由方程的形式可以看出,x=0恒为方程①的一个解.(5分)
②当x<0且x≠-2时方程①有解,则
−x
x+2
=kx2即kx2+2kx+1=0
当k=0时,方程kx2+2kx+1=0无解;
当k≠0时,△=4k2-4k≥0即k<0或k≥1时,方程kx2+2kx+1=0有解.
设方程kx2+2kx+1=0的两个根分别是x1,x2则x1+x2=-2,x1x2=
1
k

当k>1时,方程kx2+2kx+1=0有两个不等的负根;
当k=1时,方程kx2+2kx+1=0有两个相等的负根;
当k<0时,方程kx2+2kx+1=0有一个负根(8分)
③当x>0时,方程①有解,则
x
x+2
=kx2,kx2+2kx-1=0
当k=0时,方程kx2+2kx-1=0无解;
当k≠0时,△=4k2+4k≥0即k>0或k≤-1时,方程kx2+2kx-1=0有解.
设方程kx2+2kx-1=0的两个根分别是x3,x4
∴x3+x4=-2,x3x4=-
1
k

∴当k>0时,方程kx2+2kx-1=0有一个正根,
当k≤-1时,方程kx2+2kx+1=0没有正根.(11分).
综上可得,当k∈(1,+∞)时,方程f (x)=kx2有四个不同的实数解.(13分).
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