已知函数f(x)=lnx+1x−1.

1个回答

  • 解题思路:(Ⅰ)由y=

    ln

    x+1

    x−1

    反解x=

    e

    y

    +1

    e

    y

    −1

    (y≠0),从而可求得f(x)的反函数f-1(x);

    (Ⅱ)f(x)=

    ln

    x+1

    x−1

    >0⇔[x+1/x−1]>1(x|x<-1或x>1),解之即可.

    (Ш)解法一:设t=[x+1/x−1],则y=lnt,(x<-1或x>1),利用坐标变换,作出变换的图象,数形结合即可判断其单调性;

    解法二:利用单调性的定义,设x1,x2是(1,+∞)上的任意两个实数,且x1<x1,作差f(x1)-f(x2),判断即可.

    (Ⅰ) 由y=ln

    x+1

    x−1得ey=[x+1/x−1].…(1分)

    xey-ey=x+1,…(2分)

    xey-x=ey+1,即(ey-1)x=ey+1,…(3分)

    ∴x=

    ey+1

    ey−1(y≠0).…(4分)

    ∴f-1(x)=

    ex+1

    ex−1(x≠0)…(5分)

    (Ⅱ)∵[x+1/x−1]>0,

    ∴x<-1或x>1.

    所以,函数定义域为{x|x<-1或x>1}.…(6分)

    根据题意,ln

    x+1

    x−1>0,即ln

    x+1

    x−1>ln1,…(7分)

    ∴[x+1/x−1]>1.即[x+1/x−1−1>0,也就是

    x+1−(x−1)

    x−1]=[2/x−1]>0,…(8分)

    ∴x>1.…(9分)

    所以,不等式f(x)>0的解集为{x|x>1}.…(10分)

    (Ш)解法一:

    设t=[x+1/x−1],则y=lnt,x<-1或x>1.…(11分)

    t=[x+1/x−1]=[x−1+2/x−1]=1+[2/x−1].…(12分)

    t=[2/x]向上平移1个单位得到t=[2/x]+1,再向右平移1个单位得到t=[2/x],t=1+[2/x−1]…(13分)

    当x∈(-∞,-1)时,t是x的减函数,y是t的增函数; …(14分)

    当x∈(1,+∞)时,t是x的减函数,y是t的增函数.…(15分)

    所以,函数f(x)在(-∞,-1)和(1,+∞)上都是减函数.…(16分)

    解法二:

    设x1,x2是(1,+∞)上的任意两个实数,且x1<x1,…(11分)

    则f(x1)-f(x2)=ln

    x1+1

    x1−1-ln

    x2+1

    x2−1=ln

    (x1+1)(x2−1)

    (x1−1)(x2+1)…(12分)

    (x1+1)(x2−1)

    (x1−1)(x2+1)-1=

    (x1+1)(x2−1)−(x1−1)(x2+1)

    (x1−1)(x2+1)=

    2(x2−x1)

    (x1−1)(x2+1)…(13分)

    ∵1<x1<x1,x2

    ∴x2-x1>0,x1-1>0,x2+1>0.

    (x1+1)(x2−1)

    (x1−1)(x2+1)>1.…(14分)

    从而f(x1)-f(x2)=ln

    (x1+1)(x2−1)

    (x1−1)(x2+1)>ln1=0.即f(x1)>f(x2).

    所以,函数f(x)在(1,+∞)上是减函数.…(15分)

    同理,函数f(x)在(-∞,-1)上也是减函数.…(16分)

    点评:

    本题考点: 其他不等式的解法;函数单调性的判断与证明;反函数.

    考点点评: 本题考查反函数,考查函数单调性的判断与证明,考查解不等式,考查综合分析与运算能力、逻辑思维能力、创新能力,属于难题.