题目内容

【题目】已知f(x)=log4(4x+1)+kx是偶函数.

(1)求k的值;

(2)判断函数y=f(x)-x在R上的单调性,并加以证明;

(3)设g(x)=log4(a2x-a),若函数f(x)与g(x)的图象有且仅有一个交点,求实数a的取值范围.

【答案】(1)k=- (2)见证明;(3) (1,+∞)∪{-3}

【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;

(2)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;

(3)由题意可得log4(4x+1)-x=log4(a2x-a)有且只有一个实根,可化为2x+2-x=a2x-a,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.

(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log4=2kx,可得,即

由x∈R,可得;

(2)函数h(x)=f(x)-x=log4(4x+1)-x在R上递减,

理由:设x1<x2,则h(x1)-h(x2)=log4(4x1+1)-x1-log4(4x2+1)+x2

=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;

(3)g(x)=log4(a2x-a),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(a2x-a)有且只有一个实根,

可化为2x+2-x=a2x-a,

即有a=,化为a-1=,

可令t=1+2x(t>1),则2x=,

则a-1==,

由9t+-34在(1,)递减,(,+∞)递增,

可得9t+-34的最小值为2-34=-4,

当a-1=-4时,即a=-3满足两图象只有一个交点;

当t=1时,9t+-34=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}.

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