已知函数f(x)=1x2+axf(x)= \dfrac {1}{x^{2}}+ax是偶函数. ((Ⅰ))求aa的值; ((Ⅱ))判断函数f(x)f(x)在区间(0,+∞)(0,+∞)上的单调性,并用函数单调性的定义证明你的结论.

先不看答案,让 AI 诊断你卡在哪里?

它不会直接告诉你答案,而是问你卡在哪一步看看 AI 是怎么陪你一步步弄懂这道题的

完整解法

(Ⅰ)

1. 写出偶函数的定义式并代入解析式

函数 f(x)f(x) 的定义域为 (−∞,0)∪(0,+∞)(-\infty, 0) \cup (0, +\infty),其定义域关于原点对称。
由 f(x)f(x) 是偶函数,得 f(−x)=f(x)f(-x) = f(x) 对定义域内任意 xx 恒成立。
即:1(−x)2+a(−x)=1x2+ax\frac{1}{(-x)^2} + a(-x) = \frac{1}{x^2} + ax

2. 通过化简求得 $a$ 的值

化简上式得:1x2−ax=1x2+ax\frac{1}{x^2} - ax = \frac{1}{x^2} + ax
从而得到 2ax=02ax = 0 对任意 x≠0x \neq 0 恒成立,
解得 a=0a = 0。

答案

a=0a = 0

(Ⅱ)

1. 确定函数解析式并给出单调性结论

由 (Ⅰ) 知 a=0a=0,所以 f(x)=1x2f(x) = \frac{1}{x^2}。
可以判断出函数 f(x)f(x) 在区间 (0,+∞)(0, +\infty) 上是单调递减函数。

2. 设值作差并进行因式分解与通分

证明如下:
在区间 (0,+∞)(0, +\infty) 上任取 x1,x2x_1, x_2,且设 x1<x2x_1 < x_2。
则 f(x1)−f(x2)=1x12−1x22=x22−x12x12x22=(x2−x1)(x2+x1)x12x22f(x_1) - f(x_2) = \frac{1}{x_1^2} - \frac{1}{x_2^2} = \frac{x_2^2 - x_1^2}{x_1^2 x_2^2} = \frac{(x_2 - x_1)(x_2 + x_1)}{x_1^2 x_2^2}

3. 判断作差结果的符号并得出结论

因为 0<x1<x20 < x_1 < x_2,
所以 x2−x1>0x_2 - x_1 > 0,x2+x1>0x_2 + x_1 > 0,x12x22>0x_1^2 x_2^2 > 0。
从而 (x2−x1)(x2+x1)x12x22>0\frac{(x_2 - x_1)(x_2 + x_1)}{x_1^2 x_2^2} > 0,即 f(x1)−f(x2)>0f(x_1) - f(x_2) > 0,从而 f(x1)>f(x2)f(x_1) > f(x_2)。
所以根据定义,函数 f(x)f(x) 在区间 (0,+∞)(0, +\infty) 上是单调递减函数。

答案

函数 f(x)f(x) 在区间 (0,+∞)(0, +\infty) 上是单调递减函数

AI 分析,可能出错

用 AI 批改,圈出写错的那一步,并自动将你的薄弱点存入错题本,形成你的错因库。

同一知识点的其他题

  1. 1对于函数f(x)=x2+2xf(x)=x^{2}+2x,在使f(x)⩾Mf(x)\geqslant M成立的所有实数MM中,我们把MM的最大值Mmax=−1M_{max}=-1叫做函数f(x)=x2+2xf(x)=x^{2}+2x的下确界,则对于a∈Ra∈R,…
  2. 2已知函数y=f(x)y=f(x)是定义在RR上的偶函数,且在区间[0,+∞)[0,+\infty)上单调递增,若实数mm满足f(log⁡3m)⩾f(1)f({{\log}_{3}}m)\geqslant f(1),则mm的取值范围为___.
  3. 3函数y=22sin⁡x−1y=\dfrac{2}{2\sin x-1}的值域是()(\quad) A. [−23,2]\left[-\dfrac{2}{3},2\right] B. (−∞,−23]∪[2,+∞)\left(-∞,-\dfrac{2}{3}\right]∪[2,+∞) …
  4. 4下列函数是偶函数的是()() A. y=2x2−3y=2x^{2}-3 B. y=x3y=x^{3} C. y=x2y=x^{2},x∈[0,1]x∈[0,1] D. y=xy=x
  5. 5下列命题为真命题的是()(\quad) A. ∃x0∈R\text{∃} x_{0}\in R,x02+4x0+6⩽0x_{0}^{2}\text{+}4x_{0}+6\leqslant 0 B. 正切函数y=tan⁡xy=\tan x的定义域为RR…