已知函数f(x)=log4(4x+1)+kx,(k∈R)为偶函数.(1)求k的值;(2)若方程f(x)=log4(a•2x-a)有且只有一个根,求实数a的取值范围.

问题描述:

已知函数f(x)=log4(4x+1)+kx,(k∈R)为偶函数.
(1)求k的值;
(2)若方程f(x)=log4(a•2x-a)有且只有一个根,求实数a的取值范围.

(I) 由题意得f(-x)=f(x),
log4(4−x+1)+k(−x)=log4(4x+1)+kx
化简得log4

4−x+1
4x+1
=2kx,…(2分)
从而4(2k+1)x=1,此式在x∈R上恒成立,
k=−
1
2
…(6分)
(II)由题意,原方程化为
4x+1
a•2x−a
4
x
2
2x
且a•2x-a>0
即:令2x=t>0
(1−a)t2+at+1=0,(1)
at−a>0,(2)
…(8分)
函数y=(1-a)t2+at+1的图象过定点(0,1),(1,2)如图所示:
若方程(1)仅有一正根,只有如图的三种情况,
可见:a>1,即二次函数y=(1-a)t2+at+1的
开口向下都可,且该正根都大于1,满足不等式(2),…(10分)
当二次函数y=(1-a)t2+at+1的开口向上,
只能是与x轴相切的时候,
此时a<1且△=0,即a=−2−2
2
也满足不等式(2)
综上:a>1或a=−2−2
2
…(12分)
答案解析:(Ⅰ)根据偶函数可知f(x)=f(-x),取x=-1代入即可求出k的值;
(Ⅱ)根据方程f(x)=log4(a•2x−a)有且只有一个实根,化简可得
4x+1
a•2x−a
4
x
2
2x
有且只有一个实根,令t=2x>0,则转化成新方程有且只有一个正根,结合函数的图象讨论a的取值,即可求出实数a的取值范围.
考试点:根的存在性及根的个数判断;函数奇偶性的性质.
知识点:本题主要考查了偶函数的性质,以及对数函数图象与性质的综合应用,同时考查了分类讨论的思想,数形结合的思想.属于中档题.