已知函数f(x)=ax-24-ax-1(a>0且a≠1). (1)求函数f(x)的定义域、值域; (2)是否存在实数a,使得函数f(x)满足:对于任意x∈[-1,+∞),都有f(x)≤0?若存在,求出a的取值范围

已知函数f(x)=ax-2
4-ax
-1
(a>0且a≠1).
(1)求函数f(x)的定义域、值域;
(2)是否存在实数a,使得函数f(x)满足:对于任意x∈[-1,+∞),都有f(x)≤0?若存在,求出a的取值范围;若不存在,请说明理由.
数学人气:945 ℃时间:2019-08-19 19:26:52
优质解答
(1)由4-ax≥0,得ax≤4.当a>1时,x≤loga4;当0<a<1时,x≥loga4.
即当a>1时,f(x)的定义域为(-∞,loga4];当0<a<1时,f(x)的定义域为[loga4,+∞).
令t=
4-ax
,则0≤t<2,且ax=4-t2,∴f(x)=g(t)=4-t2-2t-1=-(t+1)2+4,
当t≥0时,g(x)是t的单调减函数,∴g(2)<g(t)≤g(0),即-5<f(x)≤3,∴函数f(x)的值域是(-5,3].
(2)若存在实数a,使得对于任意x∈[-1,+∞),都有f(x)≤0,则区间[-1,+∞)是定义域的子集.
由(1)知,a>1不满足条件;所以0<a<1,且loga4≤-1,即
1
4
≤a<1

令t=
4-ax
,由(1)知,f(x)=4-t2-2t-1=-(t+1)2+4,
由f(x)≤0,解得t≤-3(舍)或t≥1,即有
4-ax
≥1解得ax≤3,
由题意知对任意x∈[-1,+∞),有ax≤3恒成立,因为0<a<1,所以对任意x∈[-1,+∞),都有ax≤a-1.所以有a-1≤3,解得a≥
1
3
,即
1
3
≤a<1
.∴存在a∈[
1
3
,1)
,对任意x∈[-1,+∞),都有f(x)≤0.
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