Question

已知函數(shù)f（x）的自變量的取值區(qū)間為A，若其值域區(qū)間也為A，則稱A為f（x）的保值區(qū)間．
（1）求函數(shù)f（x）=x²形如[n，+∞）（n∈R）的保值區(qū)間；
（2）函數(shù)是否存在形如[a，b]（a＜b）的保值區(qū)間？若存在，求出實(shí)數(shù)a，b的值，若不存在，請(qǐng)說(shuō)明理由．

Answer 1

解：（1）∵f（x）=x²≥0，∴n≥0，又f（x）=x²在[0，+∞）是增函數(shù)，故f（n）=n²，n²=n，∴n=0，或 n=1．
∴函數(shù)f（x）=x²形如[n，+∞）（n∈R）的保值區(qū)間有[0，+∞）或[1，+∞）．
（2）假設(shè)存在實(shí)數(shù)a，b使得函數(shù)，有形如[a，b]（a＜b）的保值區(qū)間，
則a＞0，．
1⁰當(dāng)實(shí)數(shù)a，b∈（0，1）時(shí)，，此時(shí)，g（x）為減函數(shù)，
故，即 ，∴a=b與a＜b矛盾．
2⁰當(dāng)實(shí)數(shù)a，b∈[1，+∞）時(shí)，
，此時(shí)，g（x）為為增函數(shù)，故，即 ，
得方程在[1，+∞）上有兩個(gè)不等的實(shí)根，而，即x²-x+1=0無(wú)實(shí)根，
故此時(shí)不存在滿足條件的實(shí)數(shù)a，b．
3⁰當(dāng)a∈（0，1），b∈[1，+∞），
∵1∈（a，b），而g（1）=0．
故此時(shí)不存在滿足條件的實(shí)數(shù)a，b．
綜上述，不存在實(shí)數(shù)a，b使得函數(shù)，有形如[a，b]（a＜b）的保值區(qū)間．
分析：（1）由題意可得f（x）=x²在[0，+∞）是增函數(shù)，f（n）=n²，即n²=n，由此求得n的值，從而求得函數(shù)的保值區(qū)間
（2）由題意可得a＞0，．當(dāng)實(shí)數(shù)a，b∈（0，1）時(shí)，利用單調(diào)性可得a、b不存在．當(dāng)實(shí)數(shù)a，b∈[1，+∞）時(shí)，可得不存在滿足條件的實(shí)數(shù)a，b．當(dāng)a∈（0，1），b∈[1，+∞），可得a、b不存在，由以上得出結(jié)論．
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查函數(shù)的定義域和值域的求法，函數(shù)的單調(diào)性的應(yīng)用，體現(xiàn)了分類討論的數(shù)學(xué)思想，屬于基礎(chǔ)題．