已知函数f?(x)=ax+2-1(a>0,且a≠1)的反函数为f-1(x).
(1)求f-1(x);
(2)若f-1(x)在[0,1]上的最大值比最小值大2,求a的值;
(3)设函数g(x)=,求不等式g(x)≤f-1(x)对任意的a∈[,]恒成立的x的取值范围.
网友回答
解:(1)令y=f?(x)=ax+2-1,于是y+1=ax+2,
∴x+2=loga(y+1),即x=loga(y+1)-2,
∴f-1(x)=loga(x+1)-2(x>-1).…(3分)
(2)当0<a<1时,f-1(x)max=loga(0+1)-2=-2,f-1(x)min=loga(1+1)-2=loga2-2,
∴-2-(loga2-2)=2,解得a=或a=-(舍).…(5分)
当a>1时,f-1(x)max=loga2-2,f-1(x)min=-2,
∴(loga2-2)-(-2)=2,解得a=或a=-(舍).
∴综上所述,a=或a=.…(7分)
(3)由已知有≤loga(x+1)-2,即≤对任意的a∈[,]恒成立…(8分)
∵a∈[,],
∴≤①…(10分)
由>0且>0知x+1>0且x-1>0,即x>1,于是①式可变形为x2-1≤a3,
即等价于不等式x2≤a3+1对任意的a∈[,]恒成立.…(12分)
∵u=a3+1在a∈[,]上是增函数,
∴≤a3+1≤,于是x2≤,
解得-≤x≤.结合x>1得1<x≤.
∴满足条件的x的取值范围为(1,].…(14分)
解析分析:(1)由y=f?(x)=ax+2-1,求得x=loga(y+1)-2,即可得f-1(x);(2)对底数a分a>1与0<a<1两类讨论,分别求得其最大值与最小值,利用f-1(x)在[0,1]上的最大值比最小值大2,即可求得a的值;(3)由题意可得≤,a∈[,],转化为不等式x2≤a3+1对任意的a∈[,]恒成立,从而可求得x的取值范围.
点评:本题考查反函数,考查函数的最值及其几何意义,考查函数恒成立问题,综合性强,考查化归思想、方程思想、分类讨论思想的综合运用,属于难题.