Question

設f（x）=log

1

2

1-ax

x-1

為奇函數，a為常數．
（1）求a的值；并判斷f（x）在區間（1，+∞）上的單調性；
（2）若對于區間（3，4）上的每一個x的值，不等式f（x）＞(

1

2

)x+m恒成立，求實數m的取值范圍．

Answer 1

（1）∵f（x）是奇函數，∴定義域關于原點對稱，
由

1-ax

x-1

＞0，得（x-1）（1-ax）＞0．
令（x-1）（1-ax）=0，得x₁=1，x₂=

1

a

，∴

1

a

=-1，解得a=-1．
令u（x）=

1+x

x-1

=1+

2

x-1

，設任意x₁＜x₂，且x₁，x₂∈（1，+∞），
則u（x₁）-u（x₂）=

2(x2-x1)

(x1-1)(x2-1)

，
∵1＜x₁＜x₂，∴x₁-1＞0，x₂-1＞0，x₂-x₁＞0，
∴u（x₁）-u（x₂）＞0，即u（x₁）＞u（x₂）．
∴u（x）=1+

2

x-1

（x＞1）是減函數，
又y=log

1

2

u為減函數，
∴f（x）=log

1

2

x+1

x-1

在（1，+∞）上為增函數．
（2）由題意知log

1

2

x+1

x-1

-(

1

2

)x＞m，x∈（3，4）時恒成立，
令g（x）=log

1

2

x+1

x-1

-(

1

2

)x，x∈（3，4），由（1）知log

1

2

x+1

x-1

在[3，4]上為增函數，
又-(

1

2

)x在（3，4）上也是增函數，故g（x）在（3，4）上為增函數，
∴g（x）的最小值為g（3）=log

1

2

2-(

1

2

)3=-

9

8

，
∴m≤-

9

8

，故實數m的范圍是（-∞，-

9

8

]．