解答题已知函数f(x)=的定义域为[α,β],值域为[logaa(β-1),logaa(α-1)],并且f(x)在[α,β]上为减函数.
(1)求a的取值范围;
(2)求证:2<α<4<β;
(3)若函数g(x)=logaa(x-1)-,x∈[α,β]的最大值为M,求证:0<M<1.
网友回答
解.(1)按题意,得.
∴即 α>2.??????????????????????????????????????(3分)
又
∴关于x的方程.
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.
.
故 .?????????????(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)∵,
=.
∵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<9a<1.
故M>0.
若M≥1,则9a=aM.
∴9=aM-1≤1,矛盾.
故0<M<1.???????????????????????????????????(15分)解析分析:(1)由已知中f(x)在[α,β]上为减函数函数f(x)=的定义域为[α,β],值域为[logaa(β-1),logaa(α-1)],我们可得,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