此时需要注意,解不等式所需要的函数性质都涵盖在函数的解析式中,所以需要我们自主挖掘这些隐含条件。
分析:做出分段函数的图像,由图像可知函数\(f(x)\)在\(R\)上单调递增,则由\(f(2-x^2)>f(x)\),
得到\(2-x^2>x\),解得\(-2<x<1\)。
分析:这类题目往往需要取得符号\(f\),而在此之前,需要转化为\(f(M)<( 或>)f(N)\)的形式,
然后利用定义域和单调性去掉对应法则符号,就转化为了一般的不等式组了。
解析:先求定义域,令\(\cfrac{1+x}{1-x}>0\),解得定义域\((-1,1)\);
再求奇偶性,\(f(-x)=ln\cfrac{1-x}{1+x}-sinx\),\(f(x)=ln\cfrac{1+x}{1-x}+sinx\),所以\(f(-x)+f(x)=0\),故函数为奇函数;
最后分析单调性,
法一,基本函数法,令\(g(x)=ln\cfrac{1+x}{1-x}=ln(-1-\cfrac{2}{x-1})\),由于\(u=-1-\cfrac{2}{x-1}\)为增函数,
所以函数\(g(x)\)为增函数,故函数\(f(x)=g(x)+sinx\)为\((-1,1)\)上的增函数,
法二,导数法,\(f'(x)=\cfrac{2}{1-x^2}+cosx>0\),故函数\(f(x)\)为\((-1,1)\)上的增函数,到此需要的性质基本备齐了,
由\(f(a-2)+f(a^2-4)<0\),变换得到\(f(a-2)<-f(a^2-4)=f(4-a^2)\),
由定义域和单调性得到以下不等式组:
\(\begin{cases}-1<a-2<1\\ -1<a^2-4<1 \\a-2<4-a^2 \end{cases}\),解得\(\sqrt{3}<a<2\),故选\(A\)。
分析:先求定义域,由于\(\sqrt{x^2+1}\ge \pm \sqrt{x^2}\),故定义域为\((-\infty,+\infty)\),
又由于\(f(-x)=ln(\sqrt{x^2+1}-x)\),故\(f(x)+f(-x)=ln1=0\),故函数为奇函数。
当\(x\in [0,+\infty)\)时,\(x^2\nearrow\),\(1+x^2\nearrow\),\(\sqrt{1+x^2}\nearrow\),\(x+\sqrt{1+x^2}\nearrow\),
\(y=ln(x+\sqrt{1+x^2})\nearrow\),则由奇函数可知在\((-\infty,+\infty)\)上,\(f(x)\nearrow\),
故由定义域为\(R\),奇函数,单调递增,则由\(f(x-1)+f(x)>0\),
得到\(f(x-1)>-f(x)=f(-x)\),即\(x-1>-x\),解得\(x>\cfrac{1}{2}\),即\(x\in (\cfrac{1}{2},+\infty)\)。
【变式1】已知奇函数\(f(x)\)定义域为\(R\),且单调递增,若\(f(x-1)+f(x)>0\),求\(x\)的取值范围;
【变式2】已知定义在\(R\)上的函数\(f(x)\)满足\(f(-x)+f(x)=0\),且在\(x\in [0,+\infty)\)上时,恒有\(f'(x)\geqslant 0\)成立,若\(f(x-1)+f(x)>0\),求\(x\)的取值范围;
【变式3】已知定义在\(R\)上的函数\(f(x)\)图像关于原点对称,且在\(x_1,x_2\in [0,+\infty)\)上时,有\(\cfrac{f(x_2)-f(x_1)}{x_2-x_1}>0(x_1\neq x_2)\)成立,若\(f(x-1)+f(x)>0\),求\(x\)的取值范围;
分析:由\(|x|-1>0\)得到定义域\((-\infty,-1)\cup (1,+\infty)\);
由于\(y=ln(|x|-1)\)为偶函数,\(y=-log_{0.5}(x^2+1)\)为偶函数,【两个组成部分】
所以\(f(x)\)为偶函数;【整体】
以下主要讨论单调性,先考虑\(x>1\)的情形,
由于\(x>1\)时\(f(x)=ln(x-1)-log_{0.5}(x^2+1)\),
其中\(y=ln(x-1)\)在区间\((1,+\infty)\)上单调递增,\(y=log_{0.5}(x^2+1)\)在区间\((1,+\infty)\)上单调递减,
故\(f(x)=ln(x-1)-log_{0.5}(x^2+1)\)区间\((1,+\infty)\)上单调递增,
又由于其为偶函数,这样可知\((-\infty,-1)\)上单调递减,
由不等式\(f(x)-f(2x-1)<0\)等价于\(f(|x|)<f(|2x-1|)\),
其在区间\((1,+\infty)\)上单调递增,
由定义域和单调性二者限制得到,\(\left\{\begin{array}{l}{|x|>1}\\{|2x-1|>1}\\{|x|<|2x-1|}\end{array}\right.\)
上式等价于\(\left\{\begin{array}{l}{|x|>1①}\\{|x|<|2x-1|②}\end{array}\right.\)
解①得到,\(x<-1\)或\(x>1\);
解②,两边同时平方,去掉绝对值符号,得到\(x<\cfrac{1}{3}\)或\(x>1\);
二者求交集得到,\(x<-1\)或\(x>1\),故选\(D\)。
函数的性质需要我们自己总结归纳出来,并主动应用;
(1)求函数\(f(x)\)的单调性;
分析:我们先分析函数中的部分,\(g(x)=a^x-\cfrac{1}{a^x}=a^x-a^{-x}\),
故\(g(-x)=-g(x)\),即函数\(g(x)\)为奇函数,故求解如下,
(1)\(f(x)=\cfrac{a}{a^2-1}\cdot g(x)\),
\(f(-x)=\cfrac{a}{a^2-1}\cdot g(-x)=-\cfrac{a}{a^2-1}\cdot g(x)=-f(x)\),
即函数\(f(x)\)为奇函数,我们先重点分析\(x\in [0,+\infty)\)上的单调性,
①当\(a>1\)时,\(a^2-1>0\),则\(\cfrac{a}{a^2-1}>0\),\(lna>0\)
\(f'(x)=\cfrac{a}{a^2-1}(a^x\cdot lna-a^{-x}\cdot (-x)'\cdot lna)\)
\(=\cfrac{a}{a^2-1}\cdot lna\cdot (a^x+a^{-x})>0\),
则函数\(f(x)\)在\([0,+\infty)\)上单调递增,
由函数为奇函数,则可知\(f(x)\)在\((-\infty,+\infty)\)上单调递增;
②当\(0<a<1\)时,\(a^2-1<0\),则\(\cfrac{a}{a^2-1}<0\),\(lna<0\)
\(f'(x)=\cfrac{a}{a^2-1}(a^x\cdot lna-a^{-x}\cdot (-x)'\cdot lna)\)
\(=\cfrac{a}{a^2-1}\cdot lna\cdot (a^x+a^{-x})>0\),
则函数\(f(x)\)在\([0,+\infty)\)上单调递增,
由函数为奇函数,则可知\(f(x)\)在\((-\infty,+\infty)\)上单调递增;
综上可知,不论\(a\)为何值,函数\(f(x)\)在\((-\infty,+\infty)\)上单调递增;
(2)若\(f(1-m)+f(1-m^2)<0\),求实数\(m\)的取值范围;
分析:先将不等式转化为\(f(1-m)<-f(1-m^2)\),又函数\(f(x)\)为奇函数,则\(-f(1-m^2)=f(m^2-1)\),
则\(f(1-m)<f(m^2-1)\),由单调性可知,\(1-m<m^2-1\),
即\(m^2+m-2>0\),故所求取值范围为\((-\infty,-2)\cup(1,+\infty)\)。
原文:https://www.cnblogs.com/wanghai0666/p/11663781.html