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幂函数、指数函数和对数函数
2001新资料   (第5页,共8页)

例8
定义在(-1,1)上的函数f(x)满足:
 (i)对任意x, y ∈(-1,1),都有
    

 (ii)当x∈(-1,0)时,有f(x)>0
    求证:

  分析:光探索f(x)的奇偶性、单调性,再设法应用已知条件证明所给的不等式。
 
证明:对于中的x, y。
  令 x=y=0, 得 f(0)=0
  再令y = -x, 又得f(x)+f(-x)=f(0)=0

  即f(-x)=-f(x).
   ∴f(x)在x∈(-1,1)上是奇函数。
  另设-1<x1<x2<0,则
  
  ∵-1<x1<x2<0
  ∴x1-x2<0, 1-x1x2>0
  
  于是由(ii)知,从而
  f(x1)-f(x2) >0 即f(x1)>f(x2)

  故f(x)在x∈(-1, 0)上是单调递减函数。
  根据奇函数的图象关于原点对称,知f(x)在x∈(0, 1)
  上仍是单调递减函数,且f(x)<0下面采用光裂项求
  和,再实施证明不等式的解题策略。
 
 
例9
.已知a>0,a≠1,试求使方程
   有解的k的取值范围。

 解:原方程等价于

    上面方面的解等价于

  
 
  
  
 由于a>0,方程②可化为2kx = a (1 + k2)  ③

 当k=0时,方程③无解。

 当k≠0时,方程③的解是
 解得:k < - 1 或 0 < k < 1

    ∴当k∈(-∞,-1)U(0,1)时,原方程有解。
  
 说明:这是一道关于函数,方程,不等式的综合题,利用函
    数的图象,可深化对题目的认识开阔思路,并对原解
    答进行有效的检验。

 将原方程化为


 方程有解的几何意义是曲线 (y>0)与

 射线y = x-ak (y>0)有交点,

 
由于 (y > 0 )

 它的图象是双曲线x2-y2 = a2的两上半支;
    

   而y = x-ak (y>0)是斜率为1,纵坐标上的截距为-ak的
 射线,如图,当且仅当
-ak > a 或 -a < -ak < 0 
  
 ∵a > 0 即 k < -1 或 0 < k < 1时,曲线和直线有交点。





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