Question

已知函數(shù)f（x）=log₂（x²+1）（x≥0），．
（1）試求函數(shù)f（x）的反函數(shù)f^-1（x）；
（2）函數(shù)h（x）=f^-1（x）+g（x），求h（x）的定義域，并判斷函數(shù)h（x）的增減性；
（3）（理）若（2）中函數(shù)h（x），有h（x）≥2在定義域內(nèi)恒成立，求a的范圍．
（文）若（2）中函數(shù)h（x）的最小值為3，試求a的值．

Answer 1

解：（1）令y=f（x）=log₂（x²+1）（x≥0），
∴x²+1=2^y即x=（y≥0）
∴．
（2），a＜0時，定義域為[0，+∞）；a≥0時，定義域為[a，+∞）；
此函數(shù)在定義域內(nèi)單調(diào)遞增（∵f^-1（x）與g（x）在公共定義域內(nèi)均為增函數(shù)，∴它們的和也為增函數(shù)）．
（3）（理）當a≥0時，由?a≥log₂5．
當a＜0時，由?a≤-4．∴a的取值范圍是（-∞，-4]∪[log₂5，+∞）．
（文）當a≥0時，由；
當a＜0時，由．∴所求的a的值為a=log₂10或a=-9．
分析：（1）令y=f（x）=log₂（x²+1）（x≥0），求出函數(shù)的值域，然后將x用y表示，再進行互換，根據(jù)原函數(shù)的值域即為反函數(shù)的定義域，從而求出所求；
（2），討論 a的正負，從而求出函數(shù)的值域，最后根據(jù)兩增函數(shù)相加還是增函數(shù)可得函數(shù)的單調(diào)性；
（3）（理）討論a的正負，分別求出函數(shù)h（x）的最小值，使最小值大于等于2，即可求出a的取值范圍；
（文）討論a的正負，分別求出函數(shù)h（x）的最小值使得最小值等于3，解方程即可．
點評：本題主要考查了反函數(shù)，以及原函數(shù)與反函數(shù)的關(guān)系，同時考查了函數(shù)的定義域和單調(diào)性和恒成立問題，是一道綜合題．