解题思路:(1)直接由函数单调性的定义对a分类说明函数的单调性;
(2)由(1)中求得的函数为定义域内的增函数,把x<2时f(x)<4恒成立转化为f(2)≤4恒成立,代入后求解关于a的不等式得答案.
(1)函数f(x)的定义域为R,任取x1<x2,则f(x1)−f(x2)=
a
a2−1(ax1−
1
ax1)−
a
a2−1(ax2−
1
ax2)=
a
a2−1(ax1−ax2)(
ax1•ax2+1
ax1ax2).
①当0<a<1时,a2-10,ax1−ax2>0,
∴
a
a2−1(ax1−ax2)(
ax1•ax2+1
ax1ax2)<0,
即f(x1)-f(x2)<0,f(x1)<f(x2),
函数f(x)在定义域内为增函数;
②当a>1时,
a
a2−1>0,
ax1•ax2+1
ax1ax2>0,ax1−ax2<0,
∴
a
a2−1(a
点评:
本题考点: 函数恒成立问题;函数单调性的判断与证明.
考点点评: 本题考查了利用定义法判断函数的单调性,考查了数学转化思想方法,训练了不等式得解法,是中高档题.