问题 解答题
已知函数f(x)=(
x-1
x+1
2(x>1).
(1)求f(x)的反函数f-1(x);
(2)判定f-1(x)在其定义域内的单调性;
(3)若不等式(1-
x
)f-1(x)>a(a-
x
)对x∈[
1
16
1
4
]恒成立,求实数a的取值范围.
答案

(1)由y=(

x-1
x+1
2,得x=
1+
y
1-
y

又y=(1-

2
x+1
2,且x>1,

∴0<y<1.

∴f-1(x)=

1+
x
1-
x
(0<x<1).

(2)设0<x1<x2<1,则

x1
-
x2
<0,1-
x1
>0,1-
x2
>0.

∴f-1(x1)-f-1(x2)=

2(
x1
-
x2
)
(1-
x1
)(1-
x2
)
<0,

即f-1(x1)<f-1(x2).

∴f-1(x)在(0,1)上是增函数.

(3)由题设有(1-

x
1+
x
1-
x
>a(a-
x
).

∴1+

x
>a2-a
x
,即(1+a)
x
+1-a2>0对x∈[
1
16
1
4
]恒成立.

显然a≠-1.令t=

x

∵x∈[

1
16
1
4
],∴t∈[
1
4
1
2
].

则g(t)=(1+a)t+1-a2>0对t∈[

1
4
1
2
]恒成立.

由于g(t)=(1+a)t+1-a2是关于t的一次函数,

∴g(

1
4
)>0且g(
1
2
)>0,

1
4
(1+a)+1-a2>0
1
2
(1+a)+1-a2>0

解得-1<a<

5
4

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