已知函数f(x)=log a (1+x)-log a (1-x)(a>0且a≠1)

已知函数f(x)=log a (1+x)-log a (1-x)(a>0且a≠1)
(1)若不等式|f(x)|<2的解集为 {x|-
1
2
<x<
1
2
}
,求a的值;
(2)(文)设f(x)的反函数为f -1 (x),若关于x的不等式f -1 (x)<m(m∈R)有解,求m的取值范围.
(3)(理)设f(x)的反函数为f -1 (x),若 f -1 (1)=
1
3
,解关于x的不等式f -1 (x)<m(m∈R).
mysickcat 1年前 已收到1个回答 举报

coco0525 幼苗

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(1)根据对数的运算法则,得
f(x)=log a (1+x)-log a (1-x)= log a
1+x
1-x (-1<x<1)
令t=
1+x
1-x ,得 t / =
1-x+1+x
(1-x) 2 =
2
(1-x) 2 >0
故t在区间(-1,1)上是关于x的单调增函数,
不等式|f(x)|<2的解集为 (-
1
2 ,
1
2 ) ,分两种情况加以讨论:
①当a>1时, f(-
1
2 ) =-2且f(
1
2 ) =2
∴log a
1
2 -log a
3
2 =-2⇒ log a
1
3 =-2 ⇒ a=
3
②当0<a<1时, f(-
1
2 ) =2且f(
1
2 ) =-2 ,类似①的方法可得 a=

3
3
综上所述,得实数a的值为
3 或

3
3 ;
(2)∵ f(x)=log a
1+x
1-x ⇒ x=
-1 +a y
1+ a y
∴f -1 (x)=
-1+ a x
1+ a x =1-
2
1+ a x
∵1+a x >1
∴ 1-
2
1+ a x ∈(-1,1)
欲使关于x的不等式f -1 (x)<m(m∈R)有解,m必须大于f -1 (x)的最小值,所以m≥-1
故m的取值范围是[-1,+∞).
(3)由(2)得 f -1 (1)=
-1+a
1+a =
1
3 ⇒a=2,
对于关于x的不等式f -1 (x)<m,由(2)知的f -1 (x)的值域为(-1,1)
故分3种情形加以讨论:
①当m≥1时,有f -1 (x)<1≤m,所以f -1 (x)<m恒成立,得不等式的解集是R;
②当-1<m<1,f -1 (x)<m⇒1-
2
1+ 2 x <m⇒ 2 x <
1+m
1-m ⇒ x< log 2
1+m
1-m
∴不等式的解集是x∈(-∞, log 2
1+m
1-m )
由(2)知不等式f -1 (x)<m的解集是空集.
综上所述:当m≤-1时原不等式的解集是空集,当-1<m<1时原不等式的解集是x∈(-∞, log 2
1+m
1-m );当m≥1时,原不等式的解集是R.

1年前

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