已知函数f(x)=logax−2x+2的定义域为[α,β],值域为[logaa(β-1),logaa(α-1)],并且f
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解题思路:(1)由已知中f(x)在[α,β]上为减函数函数f(x)=

lo

g

a

x−2

x+2

的定义域为[α,β],值域为[logaa(β-1),logaa(α-1)],我们可得

lo

g

a

α−2

α+2

=f(x

)

max

=lo

g

a

a(α−1)

,根据对数式中底数及真数的限制条件,可得α>2,同理β>2,故关于x的方程

lo

g

a

x−2

x+2

=lo

g

a

a(x−1)

在(2,+∞)内有二不等实根α、β.由此构造关于a的不等式组,解不等式组即可求出a的取值范围;

(2)令Φ(x)=ax2+(a-1)x+2(1-a),我们易得Φ(2)•Φ(4)<0,进而根据零点存在定理,结合(1)中的结论,得到答案;

(3)由已知中函数g(x)=logaa(x-1)-

lo

g

a

x−2

x+2

,x∈[α,β]的解析式,我们利用导数法,可以判断出函数的单调性,进而得到M=g(4)=loga9+1,结合(1)中a的取值范围,即可得到答案.

解.(1)按题意,得loga

α−2

α+2=f(x)max=logaa(α−1).

α−2

α+2>0

α−1>0即 α>2. (3分)

又loga

β−2

β+2=fmin(x)=logaa(β−1)

∴关于x的方程loga

x−2

x+2=logaa(x−1).

在(2,+∞)内有二不等实根x=α、β.

⇔关于x的二次方程ax2+(a-1)x+2(1-a)=0在(2,+∞)内有二异根α、β.

a>0且a≠1

△=(a−1)2+8a(a−1)>0

a−1

2a>2

4a+2(a−1)+2(1−a)>0⇔0<a<

1

9.

故 0<a<

1

9. (6分)

(2)令Φ(x)=ax2+(a-1)x+2(1-a),

则Φ(2)•Φ(4)=4a•(18a-2)=8a(9a-1)<0.

∴2<α<4<β. (10分)

(3)∵g(x)=loga

(x−1)(x+2)

x−2+1,

g′(x)=

1

lna•

x−2

(x−1)(x+2)•

(2x+1)(x−2)−(x2+x−2)

(x−2)2

=[1/lna•

x(x−4)

(x+2)(x−1)(x−2)].

∵lna<0,

∴当x∈(α,4)时,g'(x)>0;

当x∈(4,β)是g'(x)<0.

又g(x)在[α,β]上连接,

∴g(x)在[α,4]上递增,在[4,β]上递减.

故 M=g(4)=loga9+1=loga9a. (12分)

∵0<a<

1

9,

∴0<9a<1.

故M>0.

若M≥1,则9a=aM

∴9=aM-1≤1,矛盾.

故0<M<1.(15分)

点评:

本题考点: 利用导数研究函数的单调性;导数的运算;利用导数求闭区间上函数的最值.

考点点评: 本题考查的知识点是利用导数研究函数的单调性,导数的运算,利用导数求闭区间上函数的最值,其中(1)的关键是根据函数的单调性将问题转化为关于x的方程logax−2x+2=logaa(x−1)在(2,+∞)内有二不等实根α、β.并由此构造关于a的不等式组,(2)的关键是构造函数Φ(x)=ax2+(a-1)x+2(1-a),将问题转化为函数零点判断问题,(3)的关键是利用导数法,判断出M=g(4).