Question

（2008•南匯區(qū)一模）已知函數(shù)f(x)=

1

1-x

+lg

1+x

1-x

（1）求函數(shù)f（x）的定義域，并判斷它的單調(diào)性（不用證明）；
（2）若f（x）的反函數(shù)為f^-1（x），證明方程f^-1（x）=0有解，且有唯一解；
（3）解關(guān)于x的不等式f[x（x+1）]＞1．

Answer 1

分析：（1）讓分母不為0且真數(shù)大于0求解即可．把f（x）分成兩個(gè)函數(shù)，分別求單調(diào)性，再利用復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性即可．
（2）令x=0，得f（0）=1．即x=0是方程f^-1（x）=0的一個(gè)解，再利用反證法證明f^-1（x）=0有且只有一個(gè)解；
（3）利用f（x）為定義在（-1，1）上的增函數(shù)，把f[x（x+1）]＞1=f（0）的符號(hào)“f”脫去，問(wèn)題轉(zhuǎn)化為二次不等式問(wèn)題即可．

解答：解：（1）由

1+x

1-x

＞0，及1-x≠0，得：-1＜x＜1，
∴f（x）的定義域?yàn)椋?1，1），…（2分）
由于y=lg

1+x

1-x

=lg(-1+

2

1-x

)和y=

1

1-x

在（-1，1）上都是增函數(shù)，
∴f（x）在定義域（-1，1）內(nèi)是增函數(shù)．      …（4分）
（2）令x=0，得f（0）=1．即x=0是方程f^-1（x）=0的一個(gè)解…（7分）
設(shè)x₁≠0是f^-1（x）=0的另一解，則由反函數(shù)的定義知f（0）=x₁≠0，
這與f（0）=1矛盾，故f^-1（x）=0有且只有一個(gè)解．…（10分）
（3）由f[x（x+1）]＞1=f（0），且f（x）為定義在（-1，1）上的增函數(shù)，得0＜x（x+1）＜1，
解得-

1+ 5

2

＜x＜-1或0＜x＜

-1+ 5

2

，這也即為不等式f[x（x+1）]＞1的解．…（16分）

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查了函數(shù)的定義域，單調(diào)性和互為反函數(shù)的兩函數(shù)之間的關(guān)系，不等式的解法等基礎(chǔ)知識(shí)．在求復(fù)合函數(shù)的單調(diào)性時(shí)，遵循的原則是單調(diào)性相同復(fù)合函數(shù)為增函數(shù)，單調(diào)性相反復(fù)合函數(shù)為減函數(shù)．