已知函数y=f(x)的图象与函数y=ax-1(a>1)的图象关于直线y=x对称.
(1)求f(x)的解析式;
(2)若f(x)在区间[m,n](m>-1)上的值域为[loga
p
m ,loga
p
n ],求实数p的取值范围;
(3)设函数g(x)=loga(x2-3x+3),F(x)=af(x)-g(x),其中a>1.若w≥F(x)对?x∈(-1,+∞)恒成立,求实数w的取值范围.
已知函数y=f(x)的图象与函数y=ax-1(a>1)的图象关于直线y=x对称.(1)求f(x)的解析式;(2)若f(
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解决时间 2021-01-29 19:42
- 提问者网友:一抹荒凉废墟
- 2021-01-29 00:37
最佳答案
- 五星知识达人网友:渊鱼
- 2021-01-29 02:16
(Ⅰ)∵函数y=f(x)的图象与函数y=ax-1(a>1)的图象关于直线y=x对称,
∴y=f(x)是y=ax-1(a>1)的反函数.
在y=ax-1(a>1)中,
∵ax=y+1,∴x=loga(y+1),
互换x,y,得到f(x)=loga(x+1).…(3分)
(Ⅱ)因为a>1,所以f(x)=loga(x+1)在(-1,+∞)上为单调递增函数.
所以f(x)=loga(x+1)在区间[m,n](m>-1)上为单调递增函数.
∵f(x)在区间[m,n](m>-1)上的值域为[loga
p
m ,loga
p
n ],
∴f(m)=loga(m+1)=loga
p
m ,
f(n)=loga(n+1)=loga
p
n ,
即m+1=
p
m ,n+1=
p
n ,n>m>-1.
所以m,n是方程x+1=
p
x ,
即方程x2+x-p=0,x∈(-1,0)∪(0,+∞)有两个相异的解,
这等价于
△=1+4p>0
(?1)2+(?1)?p>0
?
1
2 >?1 ,…(6分)
解得-
1
4 <p<0为所求.
故实数p的取值范围是(-
1
4 ,0). …(8分)
(Ⅲ)∵g(x)=loga(x2-3x+3),
∴F(x)=af(x)-g(x)=aloga(x+1)?loga(x2?3x+3)
=
x+1
x2?3x+3 ,x>-1.
∵(x+1)+
7
x+1 ?5≥2
7 ?5,
当且仅当x=
7 ?1时等号成立,
∴
x+1
x2?3x+3 =
1
(x+1)+
7
x+1 ?5 ∈(0,
2
7 +5
3 ],
∴F(x)max=F(
7 ?1)=
2
7 +5
3 ,
因为w≥F(x)恒成立,∴w≥F(x)max,
所以实数w的取值范围是[
2
7 +5
3 ,+∞).…(13分)
∴y=f(x)是y=ax-1(a>1)的反函数.
在y=ax-1(a>1)中,
∵ax=y+1,∴x=loga(y+1),
互换x,y,得到f(x)=loga(x+1).…(3分)
(Ⅱ)因为a>1,所以f(x)=loga(x+1)在(-1,+∞)上为单调递增函数.
所以f(x)=loga(x+1)在区间[m,n](m>-1)上为单调递增函数.
∵f(x)在区间[m,n](m>-1)上的值域为[loga
p
m ,loga
p
n ],
∴f(m)=loga(m+1)=loga
p
m ,
f(n)=loga(n+1)=loga
p
n ,
即m+1=
p
m ,n+1=
p
n ,n>m>-1.
所以m,n是方程x+1=
p
x ,
即方程x2+x-p=0,x∈(-1,0)∪(0,+∞)有两个相异的解,
这等价于
△=1+4p>0
(?1)2+(?1)?p>0
?
1
2 >?1 ,…(6分)
解得-
1
4 <p<0为所求.
故实数p的取值范围是(-
1
4 ,0). …(8分)
(Ⅲ)∵g(x)=loga(x2-3x+3),
∴F(x)=af(x)-g(x)=aloga(x+1)?loga(x2?3x+3)
=
x+1
x2?3x+3 ,x>-1.
∵(x+1)+
7
x+1 ?5≥2
7 ?5,
当且仅当x=
7 ?1时等号成立,
∴
x+1
x2?3x+3 =
1
(x+1)+
7
x+1 ?5 ∈(0,
2
7 +5
3 ],
∴F(x)max=F(
7 ?1)=
2
7 +5
3 ,
因为w≥F(x)恒成立,∴w≥F(x)max,
所以实数w的取值范围是[
2
7 +5
3 ,+∞).…(13分)
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- 1楼网友:山河有幸埋战骨
- 2021-01-29 03:38
∵函数y=f(x)的图象与函数y=ax(a>0且a≠1)的图象关于直线y=x对称,
∴f(x)=logax(x>0).
g(x)=f(x)[f(x)+f(2)-1]=logax(logax+loga2-1)
=(logax+
loga2?1
2 )2-
(loga2?1)2
4 ,
①当a>1时,y=logax在区间[
1
2 ,2]上是增函数,∴logax∈[loga
1
2 ,loga2].
由于y=g(x)在区间[
1
2 ,2]上是增函数,∴
1?loga2
2 ≤loga
1
2 ,化为loga2≤-1,解得a≤
1
2 ,应舍去.
②当0<a<1时,y=logax在区间[
1
2 ,2]上是减函数,∴logax∈[loga2,loga
1
2 ].
由于y=g(x)在区间[
1
2 ,2]上是增函数,∴
1?loga2
2 ≥loga
1
2 ,解得0<a≤
1
2 .
综上可得:0<a≤
1
2 .
故选:d.
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