问题 解答题
已知a>0,≠1,f(logax)=
a
a2-1
(x-
1
x
).
(1)求函数f(x)的表达式,并写出函数f(x)的定义域;
(2)判断f(x)的单调性,并给出证明;
(3)若不等式f(x2)+f(kx+1)≤0对实数x∈(1,2)恒成立,求实数k的取值范围.
答案

(1)令logax=t则x=at

所以f(t)=

a
a2-1
(at-a-t

f(x)=

a
a2-1
(ax-a-x),定义域为R

(2)f′(x)=

a
a2-1
lna(ax+a-x

当a>1时,

a
a2-1
>0,lna>0,

f′(x)>0,f(x)在R上单增

当0<a<1时,

a
a2-1
<0,lna<0f′(x)>0,f(x)在R上单增

总之f(x)在R单增

(3)∵f(x)=

a
a2-1
(ax-a-x)

∴f(-x)=-f(x)

∴f(x2)+f(kx+1)≤0

即为f(x2)≤f(-kx-1)

∵f(x)单增

∴不等式f(x2)+f(kx+1)≤0对实数x∈(1,2)恒成立

即为x2≤-kx-1对实数x∈(1,2)恒成立

即-k≥x+

1
x
对实数x∈(1,2)恒成立

∵x+

1
x
∈(2,
5
2
)

∴-k≥

5
2

∴k≤-

5
2

单项选择题
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