问题 解答题
已知f(x)满足f(logax)=
a
a2-1
(x-x-1)
其中a>0且a≠1.
(1)对于x∈(-1,1)时,试判断f(x)的单调性,并求当f(1-m)+f(1-m2)<0时,求m的值的集合.
(2)当x∈(-∞,2)时,f(x)-4的值恒为负数,求a的取值范围.
答案

(1)令logax=t,则x=at,所以f(t)=

a
a2-1
(at-a-t),即f(x)=
a
a2-1
(ax-a-x)

当a>1时,因为ax-a-x为增函数,且

a
a2-1
>0,所以f(x)在(-1,1)上为增函数;

当0<a<1时,因为ax-a-x为减函数,且

a
a2-1
<0,所以f(x)在(-1,1)上为增函数;

综上所述,f(x)在(-1,1)上为增函数.

又因为f(-x)=

a
a2-1
(a-x-ax)=-f(x),故f(x)为奇函数.

所以f(1-m)+f(1-m2)<0⇔f(1-m)<-f(1-m2)⇔f(1-m)<f(m2-1)

由f(x)在(-1,1)上为增函数,可得

-1<1-m<1
-1<1-m2<1
1-m<m2-1

解得1<m<

2
,即m的值的集合为{m|1<m<
2
}

(2)由(1)可知,f(x)为增函数,故x∈(-∞,2)时,f(x)-4的值恒为负数

只要f(2)-4≤0即可,即f(2)=

a
a2-1
(a2-a-2)=
a
a2-1
a4-1
a2
=
a2+1
a
<4

解得2-

3
<a<2+
3

又a≠1,可得符合条件的a的取值范围是(2-

3
)∪(1,2+
3
)

选择题
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