问题
解答题
已知指数函数y=g(x)满足:g(2)=4,定义域为R上的函数f(x)=
(Ⅰ)求y=g(x)与y=f(x)的解析式; (Ⅱ)判断y=f(x)在R上的单调性并用单调性定义证明; (Ⅲ)若方程f(x)=b在(-∞,0)上有解,试证:-1<3f(b)<0. |
答案
(I)设g(x)=ax(a>0,a≠1),由g(2)=4得a=2,故g(x)=2x,…(2分)
∵函数f(x)=
=-g(x)+n g(x)+m
是奇函数-2x+n 2x+m
∴f(0)=
=0-1+n 1+m
∴n=1;又由f(1)=-f(-1)知
=--2 +1 2 +m
,解得m=1-
+11 2
+m1 2
∴f(x)=1-2x 1+2x
(II)f(x)=
在(-∞,+∞)上为减函数,理由如下:1-2x 1+2x
设x1,x2∈R,且x1<x2,
∴2x1<2x2,1+2x1>0,1+2x2>0,
∴f(x1)-f(x2)=
-1-2x1 1+2x1
=1-2x2 1+2x2
>02(2x2-2x1) (1+2x1)(1+2x2)
即f(x1)>f(x2)
故f(x)=
在(-∞,+∞)上为减函数1-2x 1+2x
证明:(III)若方程f(x)=b在(-∞,0)上有解,
即
=1-2x 1+2x
-1=b在(-∞,0)上有解,2 1+2x
∵此时2x∈(0,1)
∴
-1∈(0,1)2 1+2x
从而b∈(0,1)
由(II)得f(x)=
在(-∞,+∞)上为减函数1-2x 1+2x
∴f(1)<f(b)<f(0).
即-
<f(b)<01 3
即:-1<3f(b)<0