13.(20分)已知函数f(x)=lnx-.
(Ⅰ)判定函数f(x)的单调性;
(Ⅱ)设a>1,证明:<.
解:(Ⅰ)∵f′(x)=-
=-=-
==-.
又∵函数f(x)的定义域为x>0,
∴≤0,
而在(0,+∞)上,只有当x=1时,f′(x)=0,
∴f(x)是定义域上的减函数.
(Ⅱ)由(Ⅰ)f(x)是定义域上的减函数,
∴当a>1时,f(a)<f(1),
即lna-<0,即lna<,
又∵a-1>0,∴<成立.
12.(15分)函数f(x)的定义域为D={x|x>0},且满足:对于任意m,n∈D,都有f(m·n)=f(m)+f(n).
(1)求f(1)的值;
(2)如果f(2)=1,f(3x+1)+f(2x-6)≤2,且f(x)在
(0,+∞)上是单调增函数,求x的取值范围.
解:(1)令m=n=1,有f(1×1)=f(1)+f(1),解得f(1)=0.
(2)f(4)=f(2×2)=f(2)+f(2)=2,所以f(3x+1)+f(2x-6)≤2⇔f(3x+1)+f(2x-6)≤f(4).
因为f(x)在(0,+∞)上是单调增函数,所以f(3x+1)+f(2x-6)≤f(4)⇔
⇔3<x≤,故x的取值范围为(3,].
11.(15分)已知函数f(x)=(x∈R),求f(x)的单调区间,并加以证明.
解:解法1:由函数的单调区间(增区间,减区间)的定义入手分析,取x1<x2,分析f(x1)-f(x2)的符号,由此找出单调增区间与单调减区间.
∵f(x)=(x∈R)是奇函数,
∴只需研究(0,+∞)上f(x)的单调区间即可.
任取x1,x2∈(0,+∞),且x1<x2,则
f(x1)-f(x2)=-=.
∵x+1>0,x+1>0,x2-x1>0,
而x1,x2∈(0,1)时,x1x2-1<0;
x1,x2∈[1,+∞)时,x1x2-1≥0,
∴当x1,x2∈(0,1)时,f(x1)-f(x2)<0,函数f(x)是增函数;
当x1,x2∈[1,+∞)时,f(x1)-f(x2)≥0,函数f(x)是减函数.
又f(x)是奇函数,∴f(x)在(-1,0)上是增函数,在
(-∞,-1]上是减函数.
又x∈[0,1),u∈(-1,0]上恒有f(x)≥f(u),等号只在x=u=0时取到,故f(x)在(-1,1)上是增函数.
综上知,函数f(x)在(-1,1)上是增函数,在(-∞,-1]和[1,+∞)上是减函数.
解法2:f′(x)=()′=,
f′(x)>0⇒x∈(-1,1),即在(-1,1)上函数单调递增.
f′(x)≤0⇒x∈[1,+∞)∪(-∞,-1]即在(-∞,-1]和[1,+∞)上函数单调递减.
综上知,函数f(x)的单调增区间为(-1,1),单调减区间为(-∞,-1]和[1,+∞).
10.(2008·湖南高考)已知函数f(x)=(a≠1).
(1)若a>0,则f(x)的定义域是________;
(2)若f(x)在区间(0,1]上是减函数,则实数a的取值范围是________.
解析:(1)∵a>0且a≠1,要使f(x)有意义,只需3-ax≥0,即x≤.
∴x∈;
(2)若a=0,f(x)=-不合题意;
若a<0,y=是(0,1]上的增函数,且a-1<0,
∴f(x)是(0,1]上的减函数;
若a>0,∵y=是(0,1]上的减函数,故需a-1>0,∴a>1,另一方面,f(x)的定义域为,
∴≥1,∴a≤3,∴a∈(1,3].
综上知a∈(-∞,0)∪(1,3].
答案:(1) (2)(-∞,0)∪(1,3]
9.若函数f(x)=loga(2x2+x)(a>0,a≠1)在区间(0,)内恒有f(x)>0,则f(x)的单调递增区间为__________.
解析:当x∈(0,)时,0<2x2+x<1,又f(x)>0,则0<a<1.
由2x2+x>0,解得:x<-或x>0,则f(x)的递增区间为(-∞,-).
答案:(-∞,-)
8.函数y=-(x-3)|x|的递增区间是__________.
解析:y=-(x-3)|x|=
图1
作出该函数的图象,观察图象知递增区间为.
答案:
7.函数y=ln的单调递增区间是__________.
解析:本题考查复合函数单调区间的确定;据题意需>0即函数定义域为(-1,1),原函数的递增区间即为函数u(x)=在(-1,1)上的递增区间,由于u′(x)=()′=>0.故函数u(x)=在(-1,1)上的递增区间即为原函数的递增区间.
答案:(-1,1)
6.(2010·河南六市一模)奇函数f(x)在区间(-∞,0)上单调递减,f(2)=0,则不等式(x-1)f(x+1)>0的解集为 ( )
A.(-2,-1)∪(1,2) B.(-3,1)∪(2,+∞)
C.(-3,-1) D.(-2,0)∪(2,+∞)
解析:奇函数f(x)在区间(-∞,0)上单调递减,在区间
(0,+∞)上单调递减,由f(2)=0得f(-2)=0,则不等式
(x-1)f(x+1)>0,即
或
其解集为(-3,-1),故选C.
答案:C
5.设f(x)是定义在R上以2为周期的偶函数,已知x∈(0,1)时,,则函数f(x)在(1,2)上
( )
A.是增函数,且f(x)<0 B.是增函数,且f(x)>0
C.是减函数,且f(x)<0 D.是减函数,且f(x)>0
解析:
答案:D
4.已知f(x)=loga[(3-a)x-a]是其定义域上的增函数,那么a的取值范围是( )
A.(0,1) B.(1,3)
C.(0,1)∪(1,3) D.(3,+∞)
解析:由题知,或,解得1<a<3.故选B.
答案:B
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