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问题: 高二不等式

已知a的f(x)次方-a的x次方=1 (a>0,且a≠1)。
(1).求f(x)与f(x)的反函数的表达式及其定义域;
(2)解关于x的不等式 f(x)≥f(2x)的反函数。

解答:

已知a的f(x)次方-a的x次方=1 (a>0,且a≠1)。
(1).求f(x)与f(x)的反函数的表达式及其定义域;
已知:a^f(x)-a^x=1
所以,a^f(x)=a^x+1
所以:f(x)=log<a>(a^x+1)
因为a^x>0
所以,a^x+1>1
即,函数f(x)=log<a>(a^x+1)的定义域为R
令:y=f(x)=log<a>(a^x+1)
则,a^x+1=a^y
所以:a^x=a^y-1
即,x=log<a>(a^y-1)
所以:f-1(x)=log<a>(a^x-1)
①当a>1时,a^x-1>0
所以,x>0
②当0<a<1时,a^x-1>0
所以,x<0
综上:
函数f(x)=log<a>(a^x+1),定义域为R
函数f(x)的反函数f-1(x)=log<a>(a^x-1),当a>1时,定义域为x>0;当0<a<1时,定义域为x<0

(2)解关于x的不等式 f(x)≥f(2x)的反函数。
由前面知:f(x)=log<a>(a^x+1)
f-1(2x)=log<a>(a^2x-1)
所以,不等式等价于:log<a>(a^x+1)≥log<a>(a^2x-1)
①当a>1时:
===> a^x+1≥a^2x-1
===> a^2x-a^x-2≤0
===> (a^x-2)(a^x+1)≤0
===> -1≤a^x≤2
因为a^x>0
===> 0<a^x≤2
===> x≤log<a>2
而,当a>1时,反函数的定义域为x>0
===> 0<x≤log<a>2
②当0<a<1时
===> a^x+1≤a^2x-1
===> a^2x-a^x-2≥0
===> (a^x-2)(a^x+1)≥0
===> a^x≥2,或者a^x≤-1(这不可能)
===> x≤log<a>2
而,当0<a<1时,反函数定义域为x<0
===> x≤log<a>2