已知函数f(x)=logm
(1)判断f(x)的奇偶性并证明; (2)若f(x)的定义域为[α,β](β>α>0),判断f(x)在定义域上的增减性,并加以证明; (3)若0<m<1,使f(x)的值域为[logmm(β-1),logmm(α-1)]的定义域区间[α,β](β>α>0)是否存在?若存在,求出[α,β],若不存在,请说明理由. |
(1)由
>0得f(x)的定义域为(-∞,-3)∪(3,+∞),关于原点对称.x-3 x+3
∵f(-x)=logm
=logm-x-3 -x+3
=logm(x+3 x-3
)-1=-f(x)x-3 x+3
∴f(x)为奇函数 …(3分)
(2)∵f(x)的定义域为[α,β](β>α>0),则[α,β]⊂(3,+∞).
设x1,x2∈[α,β],则x1<x2,且x1,x2>3,
f(x1)-f(x2)=logm
-logmx1-3 x1+3
=logmx2-3 x2+3 (x1-3)(x2+3) (x1+3)(x2-3)
∵(x1-3)(x2+3)-(x1+3)(x2-3)=6(x1-x2)<0,
∴(x1-3)(x2+3)<(x1+3)(x2-3)
即
<1,(x1-3)(x2+3) (x1+3)(x2-3)
∴当0<m<1时,logm
>0,即f(x1)>f(x2);(x1-3)(x2+3) (x1+3)(x2-3)
当m>1时,logm
<0,即f(x1)<f(x2),(x1-3)(x2+3) (x1+3)(x2-3)
故当0<m<1时,f(x)为减函数;m>1时,f(x)为增函数. …(7分)
(3)由(1)得,当0<m<1时,f(x)在[α,β]为递减函数,
∴若存在定义域[α,β](β>α>0),使值域为[logmm(β-1),logmm(α-1)],
则有
…(9分)logm
=logmm(α-1)α-3 α+3 logm
=logmm(β-1)β-3 β+3
∴
=m(α-1)α-3 α+3
=m(β-1)β-3 β+3
∴α,β是方程
=m(x-1)的两个解…(10分)x-3 x+3
解得当0<m<
时,[α,β]=[2- 3 4
,1-2m- 16m2-16m+1 2m
],1-2m+ 16m2-16m+1 2m
当
≤m<1时,方程组无解,即[α,β]不存在. …(12分)2- 3 4