已知函数f(x)=logax−2x+2的定义域为[α,β],值域为[logaa(β-1),logaa(α-1)],并且f

1个回答

  • 解题思路:(1)由已知中f(x)在[α,β]上为减函数函数f(x)=

    lo

    g

    a

    x−2

    x+2

    的定义域为[α,β],值域为[logaa(β-1),logaa(α-1)],我们可得

    lo

    g

    a

    α−2

    α+2

    =f(x

    )

    max

    =lo

    g

    a

    a(α−1)

    ,根据对数式中底数及真数的限制条件,可得α>2,同理β>2,故关于x的方程

    lo

    g

    a

    x−2

    x+2

    =lo

    g

    a

    a(x−1)

    在(2,+∞)内有二不等实根α、β.由此构造关于a的不等式组,解不等式组即可求出a的取值范围;

    (2)令Φ(x)=ax2+(a-1)x+2(1-a),我们易得Φ(2)•Φ(4)<0,进而根据零点存在定理,结合(1)中的结论,得到答案;

    (3)由已知中函数g(x)=logaa(x-1)-

    lo

    g

    a

    x−2

    x+2

    ,x∈[α,β]的解析式,我们利用导数法,可以判断出函数的单调性,进而得到M=g(4)=loga9+1,结合(1)中a的取值范围,即可得到答案.

    解.(1)按题意,得loga

    α−2

    α+2=f(x)max=logaa(α−1).

    α−2

    α+2>0

    α−1>0即 α>2. (3分)

    又loga

    β−2

    β+2=fmin(x)=logaa(β−1)

    ∴关于x的方程loga

    x−2

    x+2=logaa(x−1).

    在(2,+∞)内有二不等实根x=α、β.

    ⇔关于x的二次方程ax2+(a-1)x+2(1-a)=0在(2,+∞)内有二异根α、β.

    a>0且a≠1

    △=(a−1)2+8a(a−1)>0

    a−1

    2a>2

    4a+2(a−1)+2(1−a)>0⇔0<a<

    1

    9.

    故 0<a<

    1

    9. (6分)

    (2)令Φ(x)=ax2+(a-1)x+2(1-a),

    则Φ(2)•Φ(4)=4a•(18a-2)=8a(9a-1)<0.

    ∴2<α<4<β. (10分)

    (3)∵g(x)=loga

    (x−1)(x+2)

    x−2+1,

    g′(x)=

    1

    lna•

    x−2

    (x−1)(x+2)•

    (2x+1)(x−2)−(x2+x−2)

    (x−2)2

    =[1/lna•

    x(x−4)

    (x+2)(x−1)(x−2)].

    ∵lna<0,

    ∴当x∈(α,4)时,g'(x)>0;

    当x∈(4,β)是g'(x)<0.

    又g(x)在[α,β]上连接,

    ∴g(x)在[α,4]上递增,在[4,β]上递减.

    故 M=g(4)=loga9+1=loga9a. (12分)

    ∵0<a<

    1

    9,

    ∴0<9a<1.

    故M>0.

    若M≥1,则9a=aM

    ∴9=aM-1≤1,矛盾.

    故0<M<1.(15分)

    点评:

    本题考点: 利用导数研究函数的单调性;导数的运算;利用导数求闭区间上函数的最值.

    考点点评: 本题考查的知识点是利用导数研究函数的单调性,导数的运算,利用导数求闭区间上函数的最值,其中(1)的关键是根据函数的单调性将问题转化为关于x的方程logax−2x+2=logaa(x−1)在(2,+∞)内有二不等实根α、β.并由此构造关于a的不等式组,(2)的关键是构造函数Φ(x)=ax2+(a-1)x+2(1-a),将问题转化为函数零点判断问题,(3)的关键是利用导数法,判断出M=g(4).