函数f(x)在区间[1,2]上有定义,则f(x)满足()A. 有最大值B. 连续C. 有界D. 单调时一定有界
A. 有最大值
B. 连续
C. 有界
D. 单调时一定有界
题目解答
答案
解析
本题考查函数在区间上的性质,包括最大值、连续性、有界性以及单调性与有界性的关系,解题思路是根据函数的相关定义和性质,对每个选项逐一进行分析判断。
选项A
函数在区间$[1,2]$上有定义,并不一定有最大值。例如函数$f(x)=\begin{cases}1, & x = 1\\2, & x\in(1,2)\\3, & x = 2\end{cases}$,在区间$[1,2]$上有定义,但它没有最大值,因为在开区间$(1,2)$内函数值无限趋近于$2$但取不到$2$,同时还有端点值$1$和$3$,不存在一个最大的函数值,所以选项A错误。
选项B
函数在区间$[1,2]$上有定义,不一定连续。连续的定义是$\lim\limits_{x \to x_0} f(x) = f(x_0)$对于区间内的每一个$x_0$都成立。例如函数$f(x)=\begin{cases}1, & x = 1\\2, & x\in(1,2)\\3, & x = 2\end{cases}$,在$x = 1$处,$\lim\limits_{x \to 1^+} f(x) = 2\neq f(1)=1$,不满足连续的定义,所以该函数在区间$[1,2]$上不连续,选项B错误。
选项C
函数在区间$[1,2]$上有定义,不一定有界。有界的定义是存在正数$M$,使得对于区间内的任意$x$,都有$\vert f(x)\vert\leq M$。例如函数$f(x)=\frac{1}{x - 2}$,$x\in[1,2)$,当$x$趋近于$2$时,$f(x)$趋近于负无穷,不存在这样的正数$M$使得$\vert f(x)\vert\leq M$恒成立,所以该函数在区间$[1,2)$上无界,选项C错误。
选项D
若函数$f(x)$在区间$[1,2]$上单调,不妨设$f(x)$单调递增。则对于任意$x\in[1,2]$,有$f(1)\leq f(x)\leq f(2)$。取$M = \max\{\vert f(1)\vert,\vert f(2)\vert\}$,那么对于任意$x\in[1,2]$,都有$\vert f(x)\vert\leq M$,所以$f(x)$有界。同理,若$f(x)$单调递减,也有$f(2)\leq f(x)\leq f(1)$,同样可以找到一个正数$M$使得$\vert f(x)\vert\leq M$,即$f(x)$有界。所以函数在区间$[1,2]$上单调时一定有界,选项D正确。