问题 解答题

假设你已经学习过指数函数的基本性质和反函数的概念,但还没有学习过对数的相关概念.由指数函数f(x)=ax(a>0且a≠1)在实数集R上是单调函数,可知指数函数f(x)=ax(a>0且a≠1)存在反函数y=f-1(x),x∈(0,+∞).请你依据上述假设和已知,在不涉及对数的定义和表达形式的前提下,证明下列命题:

(1)对于任意的正实数x1,x2,都有f-1(x1x2)=f-1(x1)+f-1(x2)

(2)函数y=f-1(x)是单调函数.

答案

证明:(1)设y1=f-1(x1)y2=f-1(x2)

由题意,有x1=ay1x2=ay2

x1x2=ay1ay2=ay1+y2

y1+y2=f-1(x1x2),即f-1(x1x2)=f-1(x1)+f-1(x2).         

(2)当a>1时,y=f-1(x)是增函数.

证明:设x1>x2>0,即ay1>a y2>0

又由指数函数y=ax(a>1)是增函数,得y1>y2,即f-1(x1)>f-1(x2).                                       

∴当a>1时,y=f-1(x)是增函数.                              

同理,当0<a<1时,y=logax是减函数.

多项选择题
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