解:(1)由y=((10x-10-x)/2)(X∈R)可得2y=10x-10-x,设10x=t,上式化为:2y=t-t-1两边乘t,得2yt=t2-1整理得:t2-2yt-1=0,解得:
由于t=10x>0,故将舍去,得到:将t=10x代入上式,即得:
所以函数y=((10x-10-x)/2)的反函数是
(2)由得:
∴f-1(-x)=-f(x)
所以,函数 是奇函数。
说明:①从本题求解及判断过程可以得到更一般的结论:函数y=((ax-a-x)/2)(X∈R,a>0,a≠1)的反函数是
,它们都是奇函数。当a=2,3,10或e时就构造了新的特殊的
题目。进一步还可以研究它们的单调性,如1992年高考数学试题:函数y=((ex-e-x)/2)的反函数
(A)是奇函数,它在(0,+∞)上是减函数; (B)是偶函数,它在(0,+∞)上是减函数; (C)是奇函数,它在(0,+∞)上是增函数; (D)是偶函数,它在(0,+∞)上是增函数。
②函数y=((ax-a-x)/2)是由y=f(x)=ax构造而得,全日制普通高级中学教科书(试验修订本。必修)《数学》第一册(上)(人民教育出版社中学数学室编著)P107复习参考题二B组第6题:设y=f(x)是定义在R上的任一函数, 求证:(1)F1(x)=f(x)+f(-x)是偶函数; (2)F2(x)=f(x)-f(-x)是奇函数。
而f(x)=F1(X)+F2(x),它说明,定义在R上的任一函数都可以表示成一个奇函数(F2(x))与一个偶函数(F1(x))的代数和。从这个命题出发,由f(x)=ax就可以构造出诸多奇函数,比如,y=((ax-a-x)/2);y=((ax-a-x)/(ax+a-x))=((a2x-1)/(a2x+1))等等用自然对数的底e≈2.71828…(无理数)作底,作函数sh(x)=((ex-e-x)/2),ch(x)=((ex+e-x)/2),th(x)=((ex-e-x)/(ex+e-x))它们分别叫做双曲正弦函数,双曲余弦函数,双曲正切函数,它们具有如下性质: (1)ch2(x)-sh2(x)=1;
(2)sh(x+y)=sh(x)·ch(y)+ch(x)·sh(y); (3)ch(x+y)=ch(x)·ch(y)+sh(x)·sh(y); (4)th(x+y)=((th(x)+th(y))/(1+th(x)·th(y))); (5)ch(-x)=ch(x); (6)sh(-x)=-sh(x); (7)th(-x)=-th(x). 令x=y,则有
(8)sh(2x)=2sh(x)·ch(x); (9)ch(2x)=ch2(x)+sh2(x)
其中①⑧⑨合起来,就是课本P107的第8题。
例7.已知函数f(x)=loga((1+x)/(1-x))(a>0,a≠1) (1)求f(x)的定义域
(2)判断f(x)的奇偶性并给以证明; (3)当a>1时,求使f(x)>0的x取值范围; (4)求它的反函数f-1(x)
解:(1)由对数的定义域知((1+x)/(1-x))>0 解这个分式不定式,得:(x+1)(x-1)<0,-1<x<1 故函数f(x)的定义域为(-1,1)
(2)f(-x)=loga((1-x)/(1+x))=log((1+x)/(1-x))-1=-loga((1+x)/(1-x))=-f(x) 由奇函数的定义知,函数f(x)是奇函数。
(3)由loga((1+x)/(1-x))>0<=>loga((1+x)/(1-x))>loga1,
因为a>1,所以由对数函数的单调性知((1+x)/(1-x))>1,考虑由(1)知x<1,1-x>0,去分母,得:1+x>1-x,x>0故:0<x<1 所以对于a>1,当x∈(0,1)时函数f(x)>0
(4)由y=loga((1+x)/(1-x))得:((1+x)/(1-x))=ay应用会比分比定理得:((1+x)+(1-x))/((1+x)-(1-x))=((ay+1)/(ay-1))即:(2/2x)=((ay+1)/(ay-1)) ∴x=((ay-1)/(ay+1))交换x,y得:
y=((ax-1)/(ax+1)),它就是函数f(x)=loga((1+x)/(1-x))的反函数f-1(x)即f-1(x)=((ax-1)/(ax+1))
说明:(1)函数y=loga((1+x)/(1-x))与y=((ax-1)/(ax+1))是一对反函数。取a=e,函数y=((ex-1)/(ex+1))的反函数的定义域是 。这就是89年的高考题目。
(2)已知f(x)=lg((1-x)/(1+x)),a,b∈(-1,1)求证:f(a)+f(b)=f((a+b)/(1+ab))(P89习题2.8第4题)可以看作该类函数的性质。 (3)y=ax与y=logax;y=((ax-a-x)/2)与
;y=((ax-1)/(ax+1))与
y=loga((1+x)/(1-x))这三对互反函数及其性质需要理解记忆。
例8.22003的十进制表示是个P位数,52003的十进位表示是个q位数,则p+q= 。 解:∵22003是个P位数, ∴10p-1<22003<10p ①
∵52003是个q位数, ∴10q-1<52003<10q ② ①×②得:10p+q-2<(2×5)2003<10p+q 即10p+q-2<102003<10p+q ③ ∴2003=p+q-1 ∴p+q=2004
例9.已知x2-2x+loga(a2-a)=0有一正根和一负根,求实数a的范围。 解:方程有一正根一负根的充分必要条件是: loga(a2-a)<0(由韦达定理而来)①
由a>0,a≠1,a2-a=a(a-1)>0,可得a>1 ②,从而由loga(a2-a)<0=loga1得:a2-a<
1,a2-a-1<0,解得: ③,由②③得:
例10.设y=log(1/2)[a2x+2(ab)x-b2x+1](a>0,b>0),求使y为负值的x的取值范围 解:∵(1/2)<1,要使y<0,只要 a2x+2(ab)x-b2x+1>1, 即a2x+2(ab)x-b2x>0 →b2x[(a/b)2x+2(a/b)x-1]>0 →[(a/b)x]2+2(a/b)x-1>0 → →∵ →
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1°当a>b>0时,a/b>1, 2°当b>a>0时,0<a/b<1, 3°当a=b>0时,x∈R。 练习四
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1.设a,b,c都是正数,且3a=4b=6c,那么( )
(A)(1/c)=(1/a)+(1/b), (B)(2/c)=(2/a)+(1/b), (C)(1/c)=(2/a)+(2/b), (D)(2/c)=(1/a)+(2/b)
2.F(x)=(1+((2/(2x-1)))·f(x)(x≠0)是偶函数,且f(x)不恒等于零,则f(x)( ) (A)是奇函数 (B)是偶函数
(C)可能是奇函数也可能是偶函数 (D)不是奇函数也不是偶函数 3.若f(x)=3x+5,则f-1(x)的定义域是( )
(A)(0,+∞) (B) (5,+∞) (C) (8,+∞) (D) (-∞,+∞) 4.求值:6lg40×5lg36
5.已知m,n为正整数,a>0,a≠1,且
logam+loga(1+(1/m))+loga(1+(1/(m+1))+…+loga(1+(1/(m+n-1)))=lgam+logan。求m,n 6.X=((1/(log(1/2)(1/3))+(1/(log(1/5)(1/3))的值属于区间( ) (A)(-2,-1) (B)(1,2) (C)(-3,-2) (D)(2,3) 7.计算:
(1)lg20+log10025 (2)lg5·lg20+(lg2)2
8.若集合{x,xy,lg(xy)}={0,∣x∣,y},则log8(x2+y2)= 。