已知函数f(x)=log2
(1)判断f(x)在区间(1,+∞)上的单调性,并用定义证明你的结论; (2)记函数h(x)=g(2x+2)+kx,问:是否存在实数k使得函数h(x)为偶函数?若存在,请求出k的值;若不存在,请说明理由; (3)记函数F(x)=f(x)+g(x)+log2(p-x),其中p>1试求F(x)的值域. |
(1)f(x)在区间(1,+∞)上的单调递减.证明如下:
任取1<x1<x2,则f(x1)-f(x2)=log2(x1+1)(x2-1) (x1-1)(x2+1)
∵
-1=(x1+1)(x2-1) (x1-1)(x2+1) 2(x2-x1) (x1-1)(x2+1)
∵1<x1<x2,∴
>02(x2-x1) (x1-1)(x2+1)
∴
>1(x1+1)(x2-1) (x1-1)(x2+1)
∴f(x1)-f(x2)>0
∴f(x)在区间(1,+∞)上的单调递减;
(2)h(x)=g(2x+2)+kx=log2(2x+1)+kx,定义域为R
假设存在这样的k使得函数h(x)为偶函数,则h(x)-h(-x)=0恒成立
即log2(2x+1)+kx-log2(2-x+1)+kx=0,化简得(1+2k)x=0
∴k=-
使得函数h(x)为偶函数.1 2
(3)首先函数F(x)的定义域是(1,p)
F(x)=log2(x+1)(p-x)=log2[-x2+(p-1)x+p]=log2[-(x-
)2+p-1 2
],显然(p+1)2 4
<p-1 2 p 2
①当
≤1,即1<p≤3时,t=-(x-p-1 2
)2+p-1 2
在(1,p)上单调减,g(p)<t<g(1),即0<t<2p-2,(p+1)2 4
∴f(x)<1+log2(p-1),函数f(x)的值域为(-∞,log2(p-1));
②当1<
<p-1 2
,即p>3时,t=-(x-p 2
)2+p-1 2
在(1,(p+1)2 4
)上单调递增,在(p-1 2
,p)上单调递减,即0<t≤p-1 2
,(p+1)2 4
∴f(x)≤2log2(p+1)-2,函数f(x)的值域为(-∞,2log2(p+1)-2).
综上:当1<p≤3时,函数f(x)的值域为(-∞,log2(p-1));当p>3时,函数f(x)的值域为(-∞,2log2(p+1)-2).