问题 解答题
(理)已知函数f(x)=2x-1的反函数为f-1(x),g(x)=log4(3x+1)
(1)用定义证明f-1(x)在定义域上的单调性;
(2)若f-1(x)≤g(x),求x的取值集合D;
(3)设函数H(x)=g(x)-
1
2
f-1(x),当x∈D时,求函数H(x)的值域.
答案

(1)函数f(x)的值域为(-1,+∞),由y=2x-1,得 x=log2(y+1),

所以f-1(x)=log2(x+1)(x>-1),任取-1<x1<x2

f-1(x1)-f-1(x2)=log2(x1+1)-log2(x2+1)=log2

x1+1
x2+1

由-1<x1<x2得0<x1+1<x2+1,因此0<

x1+1
x2+1
<1,得 log2
x1+1
x2+1
<0,

所以f-1(x1)<f-1(x2),故f-1(x)在(-1,+∞)上为单调增函数.

(2)f-1(x)≤g(x) 即:log2(x+1)≤log4(3x+1)

x+1>0
3x+1>0
(x+1)2≤3x+1
x+1>0
(x+1)2≤3x+1

解之得0≤x≤1,所以D=[0,1].

(3)H(x)=g(x)-

1
2
f-1(x)=log4(3x+1)-
1
2
log2(x+1)=
1
2
log2
3x+1
x+1
=
1
2
log2(3-
2
x+1
)

由0≤x≤1,得1≤3-

2
x+1
≤2,所以0≤log2(3-
2
x+1
)≤
1
2
,因此函数H(x)的值域为[0,
1
2
].

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多项选择题