已知函数f(x)=loga1−mxx−1(a>0,a≠1)是奇函数.(1)求实数m的值;(2)判断函数f(x)在(1,+∞)上的单调性,并给出证明;(3)当x∈(n,a-2)时,函数f(x)的值域是(1,+∞),

问题描述:

已知函数f(x)=loga

1−mx
x−1
(a>0,a≠1)是奇函数.
(1)求实数m的值;
(2)判断函数f(x)在(1,+∞)上的单调性,并给出证明;
(3)当x∈(n,a-2)时,函数f(x)的值域是(1,+∞),求实数a与n的值.

(1)∵函数f(x)=loga

1-mx
x-1
(a>0,a≠1)是奇函数.
∴f(-x)+f(x)=0解得m=-1.
(2)由(1)及题设知:f(x)=loga
x+1
x-1

t=
x+1
x-1
=
x-1+2
x-1
=1+
2
x-1

∴当x1>x2>1时,t1-t2=
2
x1-1
-
2
x2-1
=
2(x2-x1)
(x1-1)(x2-1)

∴t1<t2
当a>1时,logat1<logat2,即f(x1)<f(x2).
∴当a>1时,f(x)在(1,+∞)上是减函数.
同理当0<a<1时,f(x)在(1,+∞)上是增函数.
(3)由题设知:函数f(x)的定义域为(1,+∞)∪(-∞,-1),
∴①当n<a-2≤-1时,有0<a<1.由(1)及(2)题设知:f(x)在为增函数,由其值域为(1,+∞)知
loga
1+n
n-1
=1
a-2=-1
(无解);
②当1≤n<a-2时,有a>3.由(1)及(2)题设知:f(x)在(n,a-2)为减函数,由其值域为(1,+∞)知
n=1
loga
a-1
a-3
=1

a=2+
3
,n=1.