问题 解答题
已知函数f(x)=log4(4x+1)
(1)求函数f(x)的值域;
(2)判断函数F(x)=f(x)-4在定义域上的单调性,并用定义证明;
(3)设h(x)=log4(a•2x-
3
4
a)
,若函数f(x)与h(x)的图象有且只有一个公共点,求实数a的取值范围.
答案

(1)令t=4x+1,

∵4x>0,

∴t>1,

∴y=log4t>0,

所以函数f(x)的值域为(0,+∞).…(2分)

(2)∵F(x)=f(x)-4的定义域为R,

∴对任意x1,x2∈R,且x1<x2

则F(x1)-F(x2)=log4(4x1+1)-4-[log4(4x2+1)-4]

=log4

1+4x1
1+4x2

∵x1,x2∈R,且x1<x2

4x14x2

∴0<4x1+1<4x2+1,从而

4x1+1
4x2+1
<1,

log4

1+4x1
1+4x2
<0,故F(x1)-F(x2)<0,

即F(x1)<F(x2),

所以函数F(x)=f(x)-x在定义域上为增函数.…(4分)

(3)因为函数f(x)与h(x)的图象有且只有一个公共点,

即方程log4(4x +1)=log4(a•2x-

3
4
a)有且只有一个实数根,

∴4x+1=(a•2x-

3
4
a)有且只有一个实数根,

∴(2x2+1=(a•2x-

3
4
a),即(2x2-a•2x+
3
4
a+1=0.

令t=2x>0,则关于t的方程t2-at+

3
4
a+1=0(*)有且只有一个正根.                            …(6分)

则方程(*)的两根异号或有两个相等的正根.

△=0
a
2
>0
3
4
a+1<0,

∴a=4或a<-

4
3

综上所述,实数a的取值范围是{a|a=4或a<-

4
3
}.…(8分)

多项选择题
单项选择题