Question

15．已知f（x）=ln（1-x）-ln（1+x）．
（Ⅰ） 指出函數(shù)f（x）的定義域并求$f（{-\frac{1}{3}}），f（{-\frac{1}{2}}），f（{\frac{1}{2}}），f（{\frac{1}{3}}）$的值；
（Ⅱ） 觀察（Ⅰ）中的函數(shù)值，請(qǐng)你猜想函數(shù)f（x）的一個(gè)性質(zhì)，并證明你的猜想；
（Ⅲ） 解不等式：f（1+x）+ln3＞0．

Answer 1

分析 （Ⅰ）由真數(shù)大于0，可得定義域；代入計(jì)算可得函數(shù)值；
（Ⅱ）可得性質(zhì)一、函數(shù)f（x）為奇函數(shù)，運(yùn)用奇函數(shù)的定義即可得到；
性質(zhì)二、函數(shù)f（x）在定義域上單調(diào)遞減，運(yùn)用單調(diào)性的定義，即可得證；
（Ⅲ）解法一、運(yùn)用單調(diào)性，可得$\left\{\begin{array}{l}-1＜1+x＜1\\ 1+x＜\frac{1}{2}\end{array}\right.$，解不等式組即可得到解集；
解法二、求出f（1+x），由對(duì)數(shù)的運(yùn)算性質(zhì)，解不等式即可得到所求．

解答 解：（Ⅰ）由1-x＞0，1+x＞0，可得-1＜x＜1，
可得函數(shù)的定義域?yàn)椋?1，1）；
$f（{-\frac{1}{3}}）=ln2$，$f（{-\frac{1}{2}}）=ln3$，$f（{\frac{1}{2}}）=-ln3$，$f（{\frac{1}{3}}）=-ln2$．
（Ⅱ）性質(zhì)一：由于$f（{-\frac{1}{3}}）=-f（{\frac{1}{3}}）$，$f（{-\frac{1}{2}}）=-f（{\frac{1}{2}}）$，
猜想函數(shù)f（x）為奇函數(shù)，
證明：設(shè)任意x∈（-1，1），f（-x）=ln（1+x）-ln（1-x）=-f（x），
所以函數(shù)f（x）為奇函數(shù)．…（7分）
性質(zhì)二：由于$f（{-\frac{1}{3}}）＞f（{-\frac{1}{2}}）＞f（{\frac{1}{2}}）＞f（{\frac{1}{3}}）$，
函數(shù)f（x）在定義域上單調(diào)遞減，
證明：設(shè)任意x₁，x₂∈（-1，1），且x₁＜x₂，
則$f（{x_1}）-f（{x_2}）=ln（{1-{x_1}}）-ln（{1+{x_1}}）-ln（{1-{x_2}}）+ln（{1+{x_2}}）=ln（{\frac{{1-{x_1}}}{{1-{x_2}}}×\frac{{1+{x_2}}}{{1+{x_1}}}}）$，
因?yàn)?1＜x₁＜x₂＜1，所以1-x₁＞1-x₂＞0，1+x₂＞1+x₁，
則$\frac{{1-{x_1}}}{{1-{x_2}}}×\frac{{1+{x_2}}}{{1+{x_1}}}＞1$，$ln（{\frac{{1-{x_1}}}{{1-{x_2}}}×\frac{{1+{x_2}}}{{1+{x_1}}}}）＞0$，
所以f（x₁）-f（x₂）＞0，即f（x₁）＞f（x₂），
函數(shù)f（x）在定義域上單調(diào)遞減．
（Ⅲ）解法一：由（Ⅰ）可知，$f（{-\frac{1}{2}}）=ln3$，則$f（{1+x}）＞-f（{-\frac{1}{2}}）$，
又f（x）為奇函數(shù)，則$f（{1+x}）＞f（{\frac{1}{2}}）$，又函數(shù)f（x）在定義域上單調(diào)遞減，
故原不等式可化為：$\left\{\begin{array}{l}-1＜1+x＜1\\ 1+x＜\frac{1}{2}\end{array}\right.$，
解得$-2＜x＜-\frac{1}{2}$，即原不等式的解集為$（{-2，-\frac{1}{2}}）$．
解法二：因?yàn)?1＜x+1＜1，所以-2＜x＜0，
所以f（1+x）=ln（-x）-ln（x+2），
原不等式可化為：ln（-x）-ln（x+2）+ln3＞0，
即ln（-3x）＞ln（x+2），所以-3x＞x+2，解得$x＜-\frac{1}{2}$，
又-2＜x＜0，所以$-2＜x＜-\frac{1}{2}$，即原不等式的解集為$（{-2，-\frac{1}{2}}）$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查函數(shù)的定義域的求法和奇偶性、單調(diào)性的判斷與證明，考查不等式的解法，注意運(yùn)用函數(shù)的單調(diào)性，屬于中檔題．