设函数f(x)=loga
(1)求实数a的取值范围; (2)求证:2<m<4<n; (3)若函数g(x)=1+loga(x-1)-loga
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(1)由题意,得loga
=1+loga(m-1),所以m-2 m+2
解得m>2.又loga
>0m-2 m+2 m-1>0
=1+loga(n-1),所以n-2 n+2
m,n是关于x的方程loga
=1+loga(x-1)在区间(2,+∞)内的两个x-2 x+2
不相等的实根,
即m,n是关于x的方程ax2+(a-1)x+2(1-a)=0在区间(2,+∞)内的两个
不相等的实根,
即
解得0<a<a>0且a≠1 △=(a-1)2+8a(a-1)>0 -
>2a-1 2a 4a+2(a-1)+2(1-a)>0
.(6分)1 9
此时,由于函数y=
=1-x-2 x+2
在区间[m,n](m>2)上是单调增函数,4 x+2
且y>0,结合函数y=logax在区间(0,+∞)内是单调减函数,
知函数f(x)=loga
,x∈[m,n]是单调减函数,x-2 x+2
值域为[1+loga(n-1),1+loga(m-1)].
故实数a的取值范围是区间(0,
).(8分)1 9
(2)令h(x)=ax2+(a-1)x+2(1-a)
.由于h(2)=4a+2(a-1)+2(1-a)=4a>0,
h(4)=16a+4(a-1)+2(1-a)=18a-2<0,
所以2<m<4<n.(12分)
(3)因为函数g(x)=1+loga(x-1)-loga
=1+logax-2 x+2
,所以,当x>2时,(x-1)(x+2) x-2
g′(x)=
•1 lna
•x-2 (x+2)(x-1)
=(2x+1)(x-2)-(x2+x-2) (x-2)2
•1 lna
,x(x-4) (x+2)(x-1)(x-2)
因为lna<0,所以当x∈[m,4)时,g'(x)>0,即g(x)在区间[m,4]上是单调增函数;
当x∈(4,+∞)时,g'(x)<0,即g(x)在区间[4,n]上是单调减函数;
故A=g(4)=1+loga
=1+loga9.(4-1)(4+2) 4-2
由0<a<
,得-1<loga9<0,1 9
所以0<A<1.(16分)