已知函数f(x)=log21+x1−x.(1)求函数f(x)的定义域;(2)判断函数f(x)的奇偶性,并证明;(3)判断函数f(x)在定义域上的单调性,并用定义证明.

问题描述:

已知函数f(x)=log2

1+x
1−x

(1)求函数f(x)的定义域;
(2)判断函数f(x)的奇偶性,并证明;
(3)判断函数f(x)在定义域上的单调性,并用定义证明.

(1)∵由

1+x
1−x
>0,得(1+x)(1-x)>0,解之得-1<x<1,
∴f(x)的定义域是(-1,1)(3分)
(2)由(1)知x∈(-1,1),定义域关于原点对称
∵f(-x)=log2
1+(−x)
1−(−x)
=log2
1−x
1+x

而-f(x)=-log2
1+x
1−x
=log2(
1+x
1−x
)−1
=log2
1−x
1+x

∴f(-x)=-f(x),可得函数f(x)是奇函数.(6分)
(3)设-1<x1<x2<1,
f(x2)-f(x1)=log2
1+x2
1−x2
-log2
1+x1
1−x1
=log2
(1−x1)(1+x2)
(1+x1)(1−x2)

∵1-x1>1-x2>0;1+x2>1+x1>0,
(1−x1)(1+x2)
(1+x1)(1−x2)
>1,结合底数2>1得log2
(1−x1)(1+x2)
(1+x1)(1−x2)
>0.
∴f(x2)-f(x1)>0,得f(x1)<f(x2
因此,函数f(x)=log2
1+x
1−x
在(-1,1)上是增函数.
答案解析:(1)解不等式
1+x
1−x
>0,可得解集为(-1,1),即为所求函数的定义域.
(2)根据函数的奇偶性的定义,将f(-x)化简整理,并且与-f(x)加以比较,即可证明出函数f(x)是奇函数.
(3)运用函数单调性的定义,任取x1,x2∈(-1,1)且x1<x2,将两函数值作差,根据对数的运算性质化简,判断出差的符号,从而得到f(x1)<f(x2).因此,函数f(x)在区间(-1,1)上是增函数.
考试点:函数奇偶性的判断;函数的定义域及其求法;函数单调性的判断与证明.
知识点:本题考查了求函数的定义域求法、对数的运算法则、判断函数的奇偶性、定义法证明函数单调性等知识点,属于中档题.解题的关键是熟练运用函数的基本性质及其定义,熟练掌握对数的运算法则,以达到灵活运用.