问题 解答题

设f(x)是定义在[-1,1]上的奇函数,函数g(x)与f(x)的图象关于y轴对称,且当x∈(0,1)时,g(x)=1nx-ax2

(1)求函数f(x)的解析式;

(2)若对于区间(0,1)上任意的x,都有|f(x)|≥1成立,求实数a的取值范围.

答案

(1)∵g(x)的图象与f(x)的图象关于y轴对称,

∴f(x)的图象上任意一点P(x,y)关于y轴对称的对称点Q(-x,y)在g(x)的图象上.

当x∈[-1,0)时,-x∈(0,1],则f(x)=g(-x)=ln(-x)-ax2.(2分)

∵f(x)为[-1,1]上的奇函数,则f(0)=0.(4分)

当x∈(0,1]时,-x∈[-1,0),f(x)=-f(-x)=-lnx+ax2.(6分)

∴f(x)=

ln(-x)-ax2(-1≤x<0)
0  (x=0)
-lnx+ax2(0<x≤1)
(7分)

(2)由(1)知,f'(x)=-

1
x
+2ax.

①若f'(x)≤0在(0,1]恒成立,则-

1
x
+2ax≤0⇒a
1
2x2

此时,a

1
2
,f(x)在(0,1]上单调递减,f(x)min=f(1)=a,

∴f(x)的值域为[a,+∞)与|f(x)|≥1矛盾.(11分)

②当a

1
2
时,令f'(x)=-
1
x
+2ax=0
⇒x=
1
2a
∈(0,1],

∴当x∈(0,

1
2a
)时,f'(x)<0,f(x)单调递减,

当x∈(

1
2a
,1]时,f'(x)>0,f(x)单调递增,

∴f(x)min=f(

1
2a
)=-ln
1
2a
+a
1
2a
)
2
=
1
2
ln2a+
1
2

由|f(x)|≥1,得

1
2
ln2a+
1
2
≥1⇒
e
2
.(15分)

综上所述,实数a的取值范围为a

e
2
.(16分)

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