已知函数f(x)=log4(4x+1)+kx(k∈R)是偶函数.(1)证明:对任意实数b,函数y=f(x)的图象与直线y=
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解决时间 2021-02-08 21:25
- 提问者网友:雪舞兮
- 2021-02-07 22:10
已知函数f(x)=log4(4x+1)+kx(k∈R)是偶函数.(1)证明:对任意实数b,函数y=f(x)的图象与直线y=-32x+b最多只有一个交点;(2)若方程f(x)=log4(a?2x-4a3)有且只有一个解,求实数a的取值范围.
最佳答案
- 五星知识达人网友:荒野風
- 2021-02-07 22:40
(1)∵函数f(x)是偶函数,∴f(-x)=f(x),
∴log4(4?x+1)?kx=log4(4x+1)+kx,
∴log4
4x+1
4?x+1 =?2kx,
化为x=-2kx,对一切x∈R恒成立,解得k=?
1
2 .
由题意可知:只要证明函数f(x)+
3
2 x=log4(4x+1)+x在定义域R上单调即可.
∵函数y=4x与y=x在R单调递增,∴函数y=log4(4x+1)+x在R上单调递增.
因此对任意实数b,函数y=f(x)的图象与直线y=-
3
2 x+b最多只有一个交点;
(2)若方程f(x)=log4(a?2x-
4a
3 )有且只有一个解,
即log4(4x+1)?
1
2 x=log4(a?2x?
4a
3 ),化为2x+
1
2x =a?2x?
4a
3 ,即此方程有且只有一个解.
令t=2x>0,上述问题化为方程(a?1)t2?
4a
3 t?1=0有且只有一个正根.
①若a=1,解得t=?
3
4 ,不合题意,应舍去;
②a≠1,由△=0,解得a=
3
4 或-3.
当a=
3
4 时,t=-2不合题意,应舍去;当a=-3时,t=
1
2 ,满足题意.
③若a≠1,△>0,且方程有一个正根和一个负根时,
?1
a?1 <0,解得a>1.
综上a的取值范围是{-3}∪(1,+∞).
∴log4(4?x+1)?kx=log4(4x+1)+kx,
∴log4
4x+1
4?x+1 =?2kx,
化为x=-2kx,对一切x∈R恒成立,解得k=?
1
2 .
由题意可知:只要证明函数f(x)+
3
2 x=log4(4x+1)+x在定义域R上单调即可.
∵函数y=4x与y=x在R单调递增,∴函数y=log4(4x+1)+x在R上单调递增.
因此对任意实数b,函数y=f(x)的图象与直线y=-
3
2 x+b最多只有一个交点;
(2)若方程f(x)=log4(a?2x-
4a
3 )有且只有一个解,
即log4(4x+1)?
1
2 x=log4(a?2x?
4a
3 ),化为2x+
1
2x =a?2x?
4a
3 ,即此方程有且只有一个解.
令t=2x>0,上述问题化为方程(a?1)t2?
4a
3 t?1=0有且只有一个正根.
①若a=1,解得t=?
3
4 ,不合题意,应舍去;
②a≠1,由△=0,解得a=
3
4 或-3.
当a=
3
4 时,t=-2不合题意,应舍去;当a=-3时,t=
1
2 ,满足题意.
③若a≠1,△>0,且方程有一个正根和一个负根时,
?1
a?1 <0,解得a>1.
综上a的取值范围是{-3}∪(1,+∞).
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- 1楼网友:詩光轨車
- 2021-02-07 23:18
(1)∵f(x)=log4(4x+1)+kx(k∈r)是偶函数.
∴f(-x)=f(x)
即log4(4-x+1)-kx=log4(4x+1)+kx
∵log4(4-x+1)=log4(
4x+1
4x )=log4(4x+1)-log44x=log4(4x+1)-x,
∴log4(4x+1)-(k+1)x=log4(4x+1)+kx,
即2k+1=0
∴k=?
1
2
证明:(2)由(1)得f(x)=log4(4x+1)+
1
2 x
令y=log4(4x+1)-x
由于y=log4(4x+1)-x为减函数,且恒为正
故当b>0时,y=log4(4x+1)+
3
2 x-b有唯一的零点,此时函数y=f(x)的图象与直线有一个交点,
当b≤0时,y=log4(4x+1)+
3
2 x-b没有零点,此时函数y=f(x)的图象与直线没有交点
对任意的实数b,函数y=f(x)图象与直线y=-
3
2 x+b最多只有一个公共点.
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