问题 解答题

已知函数fx)=|log2x+1)|,实数mn在其定义域内,且mnfm)=fn).

求证:(1)m+n>0;

(2)fm2)<fm+n)<fn2).

答案

证明略

fm)=fn),得|log2m+1)|=|log2n+1)|,即log2m+1)=±log2n+1),

log2m+1)=log2n+1),                                          ①

或log2m+1)=log2.                                           ②

由①得m+1=n+1,与mn矛盾,舍去.

由②得m+1=,即(m+1)(n+1)="1.                    " ③

m+1<1<n+1.∴m<0<n.∴mn<0.

由③得mn+m+n=0,m+n=-mn>0.

证法二:(同证法一得)(m+1)(n+1)=1.

∵0<m+1<n+1,∴=1.∴m+n+2>2.∴m+n>0.

(2)证明:当x>0时,fx)=|log2x+1)|=log2x+1)在(0,+∞)上为增函数.

由(1)知m2-(m+n)=m2+mn=mm+n),且m<0,m+n>0,∴mm+n)<0.

m2-(m+n)<0,0<m2m+n.

fm2)<fm+n).

同理,(m+n)-n2=-mnn2=-nm+n)<0,

∴0<m+nn2.∴fm+n)<fn2).

fm2)<fm+n)<fn2).

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