已知函数 f(x)={log2x,x⩾1,x+c,x<1,f(x)=\{\begin{matrix}lo{g}_{2}x,x\geqslant 1, \\ x+c,x < 1,\end{matrix} 则“ c=−1c=-1”是“函数 f(x)f(x)在RR上递增”的( )
A. 充分不必要条件
B. 必要不充分条件
C. 充要条件
D. 既不充分也不必要条件

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完整解法

1. 验证充分性,即当 $c = -1$ 时,判断函数 $f(x)$ 是否在 $\mathbb{R}$ 上单调递增

当 c=−1c = -1 时,函数为 f(x)={log⁡2x,x≥1x−1,x<1f(x) = \begin{cases} \log_2 x, & x \ge 1 \\ x - 1, & x < 1 \end{cases}
对于 x≥1x \ge 1,f(x)=log⁡2xf(x) = \log_2 x 在 [1,+∞)[1, +\infty) 上单调递增,其最小值为 f(1)=0f(1) = 0;
对于 x<1x < 1,f(x)=x−1f(x) = x - 1 在 (−∞,1)(-\infty, 1) 上单调递增,其取值范围是 (−∞,0)(-\infty, 0);
因为当 x<1x < 1 时 f(x)<0f(x) < 0,且当 x≥1x \ge 1 时 f(x)≥0f(x) \ge 0,两段区间无缝衔接且保持递增趋势,所以整个函数 f(x)f(x) 在 R\mathbb{R} 上单调递增。
因此,“c=−1c = -1”是“函数 f(x)f(x) 在 R\mathbb{R} 上单调递增”的充分条件。

2. 验证必要性,即求函数 $f(x)$ 在 $\mathbb{R}$ 上单调递增时 $c$ 的充要条件

若函数 f(x)f(x) 在 R\mathbb{R} 上单调递增,则两段函数分别在各自区间上单调递增,且在分界点 x=1x=1 处满足左侧半开区间趋近的值不超过右侧起点值。

  1. 当 x<1x < 1 时,f(x)=x+cf(x) = x + c 为增函数,符合单调性;
  2. 当 x≥1x \ge 1 时,f(x)=log⁡2xf(x) = \log_2 x 为增函数,符合单调性;
  3. 在分界点 x=1x = 1 处,需要满足左侧上限不超过右侧下限,即 lim⁡x→1−(x+c)≤f(1)\lim_{x \to 1^-} (x + c) \le f(1),代入得 1+c≤01 + c \le 0,解得 c≤−1c \le -1。
    因此,函数 f(x)f(x) 在 R\mathbb{R} 上单调递增的充要条件是 c≤−1c \le -1。

3. 综合判断充分性与必要性并得出结论

由以上步骤可知:

  1. 当 c=−1c = -1 时,必能推出 c≤−1c \le -1(充分性成立);
  2. 反之,当 c≤−1c \le -1 时,不能推出 c=−1c = -1(必要性不成立,例如 c=−2c = -2 亦可)。
    所以,“c=−1c = -1”是“函数 f(x)f(x) 在 R\mathbb{R} 上单调递增”的充分不必要条件。
    故选:A。
答案

A

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