问题 解答题
已知a>0且a≠1,函数f(x)=loga(1-ax).
(1)求函数f(x)的定义域,并判断f(x)的单调性;
(2)若n∈N*,求
lim
n→∞
af(n)
an+a

(3)当a=e(e为自然对数的底数)时,设h(x)=(1-ef(x))(x2-m+1).若函数的极值存在,求实数m的取值范围以及函数h(x)的极值.
答案

(1)由题意知,1-ax>0

所以当0<a<1时,f(x)的定义域是(0,∞),a>1时,f(x)的定义域是(-∞,0),

f′(x)=

-axlna
1-ax
•lo
gea
=
ax
ax-1

当0<a<1时,x∈(0,∞),因为ax-1<0,ax>0,故f'(x)<0,所以f(x)是减函数.

当a>1时,x∈(-∞,0),因为ax-1<0,ax>0,故f'(x)<0,所以f(x)是减函数.

(2)因为f(n)=loga(1-an),所以af(n)=1-an,由函数定义域知1-an>0,因为n是正整数,故0<a<1,

所以

lim
n→∞
af(n)
an+a
=
lim
n→∞
1-an
an+a
=
1
a

(3)h(x)=ex(x2-m+1)(x<0),所以h'(x)=ex(x2+2x-m+1),令h'(x)=0,即x2+2x-m+1=0,由题意应有△≥0,即m≥0.

①当m=0时,h'(x)=0有实根x=-1,在x=-1点左右两侧均有h'(x)>0,故h(x)无极值.

②当0<m<1时,h'(x)=0有两个实根x1=-1-

m
x2=-1+
m
.当x变化时,h'(x)的变化情况如下表:
 x(-∞,x1 x1 (x1,x2 x2 (x2,0)
h′(x)+-+
 h(x) 递增极大值 递减 极小值 递增 
∴h(x)的极大值为2e-1-
m
(1+
m
)
,h(x)的极小值为2e-1+
m
(1-
m
)

③当m≥1时,h'(x)=0在定义域内有一个实根x=-1-

m

同上可得h(x)的极大值为2e-1-

m
(1+
m
).

综上所述,m∈(0,+∞)时,函数h(x)有极值.

当0<m<1时,h(x)的极大值为2e-1-

m
(1+
m
),h(x)的极小值为2e-1+
m
(1-
m
)

当m≥1时,h(x)的极大值为2e-1-

m
(1+
m
).

选择题
实验题