• (理)设a>0,a≠1为常数,函数f(x)=logax-5x+5(1)讨论函数f(x)在区间(-∞,-5)内的单调性,并给予证明;(2)设g(x)=1+loga(x-3),如果方程f(x)=g(x)有实数解,求实数a的取值范围.试题及答案-单选题-云返教育

    • 试题详情

      (理)设a>0,a≠1为常数,函数f(x)=loga
      x-5
      x+5

      (1)讨论函数f(x)在区间(-∞,-5)内的单调性,并给予证明;
      (2)设g(x)=1+log
      a(x-3),如果方程f(x)=g(x)有实数解,求实数a的取值范围.

      试题解答


      见解析
      解:(1)设t=
      x-5
      x+5
      ,任取x2<x1<-5,则
      t
      2-t1=
      x2-5
      x2+5
      -
      x1-5
      x1+5

      =
      (x1+5)(x2-5)-(x2+5)(x1-5)
      (x2+5)(x1+5)

      =
      10( x2-x1)
      (x2+5)(x1+5)

      ∵x
      1<-5,x2<-5,x2<x1
      ∴x
      1+5<0,x2+5<0,x2-x1<0.
      10(x2-x1)
      (x2+5)(x1+5)
      <0,即t2<t1
      当a>1时,y=log
      ax是增函数,∴logat2<logat1,即f(x2)<f(x1);
      当0<a<1时,y=log
      ax是减函数,∴logat2>logat1,即f(x2)>f(x1).
      综上可知,当a>1时,f(x)在区间(-∞,-5)为增函数;
      当0<a<1时,f(x)在区间(-∞,-5)为减函数.
      (2)g(x)=1+log
      a(x-3)=logaa(x-3),
      方程f(x)=g(x)等价于:
      {
      a(x-3)=
      x-5
      x+5
      x>3
      x<-5或x>5

      即方程a=
      x-5
      (x+5)(x-3)
      在区间(5,+∞)上有解,
      ∵[
      x-5
      (x+5)(x-3)
      ] /=
      -x2+10x-5
      (x+5) 2(x-3) 2
      =
      -[x-(5-2
      5
      )][x-(5+2
      5
      )]
      (x+5)(x-3)

      ∴函数F(x)=
      x-5
      (x+5)(x-3)
      在区间(5,5+2
      5
      )上导数大于零,在区间(5+2
      5
      ,+∞)导数小于零
      可得F(x)=
      x-5
      (x+5)(x-3)
      在区间(5,5+2
      5
      )上单调增,在区间(5+2
      5
      ,+∞)单调减
      ∴F(x)的最大值为F(5+2
      5
      )=
      3-
      5
      16
      ,而F(x)的最小值大于F(5)=0
      要使方程方程a=
      x-5
      (x+5)(x-3)
      在区间(5,+∞)上有解,必须a∈(0,
      3-
      5
      16
      ]
      所以a的取值范围是:(0,
      3-
      5
      16
      ]

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