题目内容

【题目】已知是偶函数,.

(1)求的值,并判断函数在上的单调性,说明理由;

(2)设,若函数与的图像有且仅有一个交点,求实数的取值范围;

(3)定义在上的一个函数,如果存在一个常数,使得式子对一切大于1的自然数都成立,则称函数为“上的函数”(其中,).试判断函数是否为“上的函数”,若是,则求出的最小值;若不是,则说明理由.(注:).

【答案】(1),递减;理由见解析;(2);(3)是,.

【解析】

(1)由偶函数的定义可得f(﹣x)=f(x),结合对数函数的运算性质,解方程可得所求值;函数h(x)=f(x)x=log4(4x+1)﹣x在R上递减,运用单调性的定义和对数函数的单调性,即可证明;

(2)由题意可得log4(4x+1)x=log4(a2xa)有且只有一个实根,可化为2x+2﹣x=a2xa,即有a,化为a﹣1,运用换元法和对勾函数的单调性,即可得到所求范围.

(3)利用求解即可

(1)f(x)=log4(4x+1)+kx是偶函数,

可得f(﹣x)=f(x),即log4(4﹣x+1)﹣kx=log4(4x+1)+kx,

即有log42kx,可得log44﹣x=﹣x=2kx,

由x∈R,可得k;

又函数h(x)=f(x)x=log4(4 x+1)﹣x=在R上递减,

理由:设x1<x2,则h(x1)﹣h(x2)=log4( )﹣log4()

=log4(4﹣x1+1)﹣log4(4﹣x2+1),

由x1<x2,可得﹣x1>﹣x2,可得log4(4﹣x1+1)>log4(4﹣x2+1),

则h(x1)>h(x2),即y=f(x)x在R上递减;

(2)g(x)=log4(a2xa),若函数f(x)与g(x)的图象有且仅有一个交点,

即为log4(4x+1)x=log4(a2xa)有且只有一个实根,

可化为2x+2﹣x=a2xa,

即有a,化为a﹣1,

可令t=12x(t>1),则2x,

则a﹣1,

由9t34在(1,)递减,(,+∞)递增,

可得9t34的最小值为234=﹣4,

当a﹣1=﹣4时,即a=﹣3满足两图象只有一个交点;

当t=1时,9t34=0,可得a﹣1>0时,即a>1时,两图象只有一个交点,

综上可得a的范围是(1,+∞)∪{﹣3}.

(3)是函数,理由如下:由题当任意的,有

因为单调递增,则,故的最小值为

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