问题
解答题
已知a>0,且a≠1,f(logax)=(
(1)求f(x)的表达式,并判断其单调性; (2 )当f(x)的定义域为(-1,1)时,解关于m的不等式f(1-m)+f(1-m2)<0; (3)若y=f(x)-4在(-∞,2)上恒为负值,求a的取值范围. |
答案
(1):(1)令t=logax(t∈R),
则x=at,f(t)=
(at-a-t).a a2-1
∴f(x)=
(ax-a-x)(x∈R).a a2-1
①当a>1时,指数函数y=ax是增函数,y=(
)x=a-x是减函数,y=-a-x是增函数.1 a
∴y=ax-a-x为增函数,
又因为
>0,a a2-1
∴f(x)=
(ax-a-x)(x∈R)是增函数.a a2-1
②当0<a<1时,指数函数y=ax是减函数,
y=(
)x=a-x是增函数,y=-a-x是减函数.1 a
∴u(x)=ax-a-x为减函数.
又因为
<0,a a2-1
∴f(x)=
(ax-a-x)(x∈R)是增函数.a a2-1
综上可知,在a>1或0<a<1时,y=f(x),(x∈R)都是增函数.
(2)易判断函数f(x)是奇函数,f(1-m)+f(1-m2)<0⇔f(1-m)<f(m2-1),
又f(x)为增函数,所以有
,解得1<m<1-m<1-m2 -1<m-1<1 -1<m2-1<1
,2
故不等式的解集{m|1<m<
};2
(3)当x∈(0,2)时,f(x)-4的值恒为负数,即f(x)-4<0恒成立,
因为f(x)为R上的单调增函数,则f(2)-4=
(a2-a-2)-4≤0,a a2-1
整理得a2-4a+1≤0,所以2-
≤a≤2+3
,3
又a>0且a≠1,所以实数a的取值范围是[2-
,1)∪(1,2+3
].3