设 $a>0$,函数 $f(x)=x^3-ax$ 在 $[1,+\infty)$ 上是单调函数.
【难度】
【出处】
2011年全国高中数学联赛河南省预赛
【标注】
  1. 求 $a$ 的取值范围;
    标注
    答案
    $(0,3]$
    解析
    由条件,得 $f'(x)=3x^2-a$,当 $a>0$ 时,由 $f'(x)=0$,得 $=\pm \sqrt{\dfrac a3}$,要使 $f(x)=x^3-ax$ 在 $[1,+\infty)$ 上是单调函数,只需 $\sqrt{\dfrac a3}\leqslant 1$,即 $a\leqslant 3$.故 $a$ 的取值范围为 $(0,3]$.
  2. 若 $x_0\geqslant 1$,并满足 $f(x_0)\geqslant 1$,$f(f(x_0))=x_0$.求证:$f(x_0)=x_0$.
    标注
    答案
    解析
    由条件可知,$x_0\geqslant 1$,$f(x_0)\geqslant 1$,$f(x)=x^3-ax$ 在 $[1,+\infty)$ 上是单调递增函数.
    若 $f(x_0)=x_0$,则 $f(f(x_0))=f(x_0)=x_0$,满足条件 $f(f(x_0))=x_0$;
    若 $f(x_0)>x_0$,则 $f(f(x_0))>f(x_0)>x_0$,与条件 $f(f(x_0))=x_0$ 矛盾;
    若 $f(x_0)<x_0$,则 $f(f(x_0))<f(x_0)<x_0$,亦与条件 $f(f(x_0))=x_0$ 矛盾.
    故 $f(x_0)=x_0$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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