已知函数g(x)=2x−12xg(x)=2^{x}- \dfrac {1}{2^{x}},若f(x)={g(x),x⩾0g(−x),x<0f(x)= \begin{cases} g(x),x\geqslant 0 \\ g(-x),x < 0\end{cases},则函数f(x)f(x)在定义域内()()
A. 有最小值,但无最大值
B. 有最大值,但无最小值
C. 既有最大值,又有最小值
D. 既无最大值,又无最小值

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完整解法

1. 分析当 $x \geqslant 0$ 时函数 $f(x)$ 的单调性与最值范围

当 x⩾0x \geqslant 0 时,根据定义有 f(x)=g(x)=2x−12xf(x) = g(x) = 2^x - \dfrac{1}{2^x}。
因为 y=2xy = 2^x 在 [0,+∞)[0, +\infty) 上单调递增,且 y=−12x=−2−xy = -\dfrac{1}{2^x} = -2^{-x} 在 [0,+∞)[0, +\infty) 上单调递增,
根据增函数加增函数仍为增函数,可知 f(x)f(x) 在 [0,+∞)[0, +\infty) 上单调递增。
因此,当 x⩾0x \geqslant 0 时,恒有 f(x)⩾f(0)=20−20=0f(x) \geqslant f(0) = 2^0 - 2^0 = 0,且当 x→+∞x \to +\infty 时,f(x)→+∞f(x) \to +\infty。

2. 判定函数 $f(x)$ 的奇偶性

函数的定义域为 R\mathbb{R},关于原点对称。
当 x<0x < 0 时,−x>0-x > 0,则有 f(−x)=g(−x)f(-x) = g(-x)。
又由定义,当 x<0x < 0 时,f(x)=g(−x)f(x) = g(-x),因此对 x<0x < 0 恒有 f(−x)=f(x)f(-x) = f(x)
当 x>0x > 0 时,−x<0-x < 0,则有 f(−x)=g(−(−x))=g(x)f(-x) = g(-(-x)) = g(x)。
又由定义,当 x>0x > 0 时,f(x)=g(x)f(x) = g(x),因此对 x>0x > 0 恒有 f(−x)=f(x)f(-x) = f(x)
当 x=0x = 0 时,f(−0)=f(0)=0f(-0) = f(0) = 0 显然成立。
综上所述,对任意 x∈Rx \in \mathbb{R},恒有 f(−x)=f(x)f(-x) = f(x),所以 f(x)f(x) 是偶函数。

3. 结合单调性与奇偶性确定函数在整个定义域上的最值

因为 f(x)f(x) 是定义在 R\mathbb{R} 上的偶函数,所以其图象关于 yy 轴对称。
结合当 x⩾0x \geqslant 0 时,f(x)f(x) 的最小值为 f(0)=0f(0) = 0,且无最大值,
可知在对称的另一侧 x<0x < 0 时,恒有 f(x)>f(0)=0f(x) > f(0) = 0 且无最大值。
因此,函数 f(x)f(x) 在整个定义域 R\mathbb{R} 内有最小值 00,但无最大值。
故选:A。

答案

A

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