问题 解答题
已知函数f(x)=loga
1-mx
x-1
(a>0,a≠1)
是奇函数.
(1)求m的值;
(2)求f(x)的反函数f-1(x);
(3)讨论f(x)的单调性,并用定义证明;
(4)当f(x)定义域区间为(1,a-2)时,f(x)的值域为(1,+∞),求a的值.
答案

(1)∵函数f(x)是奇函数,

f(-x)+f(x)=loga

1+mx
-x-1
+loga
1-mx
x-1
=loga
1-m2x2
1-x2
=0,对定义域内的任意x恒成立,

1-m2x2
1-x2
=1,即(m2-1)x2=0.

解得m=±1,经检验m=-1成立.

(2)由(1)可得:y=loga

x+1
x-1
,由
x+1
x-1
>0
,解得x>1或x<-1.

∴函数f(x)的定义域为{x|x>1或x<-1}.

由y=loga

x+1
x-1
,化为ay=
x+1
x-1
,解得x=
ay+1
ay-1
(y≠0),

f-1(x)=

ax+1
ax-1
(x≠0,a>0,a≠1).

(3)由(2)可知函数f(x)的定义域为(-∞,-1)∪(1,+∞),

g(x)=

x+1
x-1
,任取x1x2<-1或1<x1x2

g(x1)-g(x2)=

2(x2-x1)
(x1-1)(x2-1)
>0,

∴g(x1)>g(x2),

∴函数g(x)=

x+1
x-1
在(-∞,-1)或(1,+∞)上单调递减,

∴当a>1时,f(x)在(-∞,-1)和(1,+∞)上单调递减,

当0<a<1时,f(x)在(-∞,-1)和(1,+∞)上单调递增.

(4)∵1<x<a-2,

∴a>3,

由(3)可知f(x)在(1,a-2)上单调递减.

f(a-2)=1,即loga

a-1
a-2
=1,化简得a2-4a+1=0,

解得a=2+

3

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