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2011 年天津预赛 · 第 11 题
F2填空题函数的值域
函数 f(x) 的定义域为 (0,+∞),且满足
f(x)−2xf(x1)+3x2=0,
则 f(x) 的最小值是。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
标准答案:3
解析
提示
把自变量换成倒数,得到关于 f(x),f(1/x) 的两条线性方程。
解答
原式为
f(x)−2xf(1/x)=−3x2.
以 1/x 代入后,
f(1/x)−x2f(x)=−x23.
将后一式乘 2x 与前式相加,得到
−3f(x)=−3x2−x6,f(x)=x2+x2.
对 x>0,
f′(x)=2x−x22,
在 (0,1) 上为负、在 (1,+∞) 上为正,故最小值为
f(1)=3.
复核
将 f(x)=x2+2/x 及 f(1/x)=1/x2+2x 代回原式恒为0。也可对正数 x2,1/x,1/x 用均值不等式得到下界3,且仅在 x=1 同时取等。
方法总结
含倒数复合自变量的函数方程,可通过再次代入形成闭合线性系统。求出解析式后仍要使用原定义域讨论最值和取等点。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
倒数输入再次代入能闭合为两个函数值的线性系统;消元得到解析式后,仍须在原正半轴判断全局最小值并代回函数方程核验。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:用导数或作差看单调性
专题卡:单变量函数求值域:先判增减,再比端点