一、题目回顾
2011年辽宁高考数学卷中有一道函数难题,题目如下:
设函数\(f(x)=\frac{ax+b}{cx+d}\),其中\(a,b,c,d\)为实数,且\(a+d\neq 0\),\(ad-bc\neq 0\)。若\(f(x)\)在\((-\infty,+\infty)\)上单调递增,求实数\(a,b,c,d\)的取值范围。
二、解题思路
要解决这个问题,我们首先需要了解函数的单调性。对于形如\(f(x)=\frac{ax+b}{cx+d}\)的函数,其单调性可以通过求导数来判断。
1. 求导数
首先,我们对\(f(x)\)求导数:
\[f'(x)=\frac{a(cx+d)-c(ax+b)}{(cx+d)^2}=\frac{ad-bc}{(cx+d)^2}\]
2. 判断单调性
由于\(f(x)\)在\((-\infty,+\infty)\)上单调递增,所以\(f'(x)\geq 0\)对任意\(x\)成立。因此,我们需要讨论以下两种情况:
情况一:\(ad-bc>0\)
当\(ad-bc>0\)时,分子\(ad-bc\)为正,分母\((cx+d)^2\)始终为正,所以\(f'(x)>0\),即\(f(x)\)在\((-\infty,+\infty)\)上单调递增。
情况二:\(ad-bc<0\)
当\(ad-bc<0\)时,分子\(ad-bc\)为负,分母\((cx+d)^2\)始终为正。为了使\(f'(x)\geq 0\),我们需要讨论以下两种子情况:
子情况一:\(cx+d>0\)
当\(cx+d>0\)时,分母\((cx+d)^2\)始终为正,所以\(f'(x)\geq 0\)的充要条件是\(ad-bc\geq 0\)。由于\(ad-bc<0\),这种情况不可能成立。
子情况二:\(cx+d<0\)
当\(cx+d<0\)时,分母\((cx+d)^2\)始终为正,所以\(f'(x)\geq 0\)的充要条件是\(ad-bc\leq 0\)。由于\(ad-bc<0\),这种情况成立。
3. 求解\(a,b,c,d\)的取值范围
根据以上分析,我们得到以下结论:
- 当\(ad-bc>0\)时,\(a,b,c,d\)的取值范围不受限制。
- 当\(ad-bc<0\)时,\(a,b,c,d\)的取值范围为\(ad-bc\leq 0\)。
三、总结
通过以上解析,我们得到了2011年辽宁高考数学卷函数难题的解答。需要注意的是,在解题过程中,我们需要对函数的单调性进行深入理解,并掌握求导数和判断单调性的方法。同时,我们还需要注意题目中的条件,如\(a+d\neq 0\)和\(ad-bc\neq 0\),以确保我们的解答是正确的。
