已知f(x)=loga
(1)判断函数f(x)的奇偶性,并证明; (2)若a>1,用单调性定义证明函数f(x)在区间(1,+∞)上单调递减; (3)是否存在实数a,使得f(x)的定义域为[m,n]时,值域为[1-logan,1-logam],若存在,求出实数a的取值范围;若不存在,则说明理由. |
(1)由
>0得:x<-1或x>1.x+1 x-1
所以,函数f(x)的定义域为(-∞,-1)∪(1,+∞).
又∵f(-x)=loga
=loga-x+1 -x-1
=-logax-1 x+1
=-f(x)x+1 x-1
∴f(x)为奇函数.
(2)任取x1,x2∈(1,+∞),且x1<x2,则x1-x2<0.
因为
-x1+1 x1-1
=x2+1 x2-1
>02(x2-x1) (x1-1)(x2-1)
所以
>x1+1 x1-1
,又因为a>1,所以logax2+1 x2-1
>logax1+1 x1-1
,x2+1 x2-1
故f(x1)>f(x2),所以,函数f(x)在区间(1,+∞)上单调递减.
(3)假设存在实数a满足题目条件.
由题意得:m>0,n>0,又∵[m,n]⊆(-∞,-1)∪(1,+∞),
∴1<m<n
又∵1-logan>1-logam,
∴logam>logan,解得a>1.
由(2)得:函数f(x)在区间(1,+∞)上单调递减.
所以,函数f(x)在区间[m,n]上单调递减.
故,
,所以f(m)=1-logam f(n)=1-logan
,loga
=logam+1 m-1 a m loga
=logan+1 n-1 a n
所以
,∴m,n是方程x2+(1-a)x+a=0的两个不同的实根.m2+(1-a)m+a=0 n2+(1-a)n+a=0
故,方程x2+(1-a)x+a=0在区间(1,+∞)上有两个不同的实根.
则
,解得:a>3+2△=(1-a)2-4a>0 -
>11-a 2 f(1)>0
.又∵a>1,2
所以,a>3+22
所以,满足题目条件的实数a存在,实数a的取值范围是(3+2
,+∞).2