已知 $a\in\mathbb R$,函数 $f(x)={\log_2}\left(\dfrac 1x+a\right)$.
【难度】
【出处】
2016年高考上海卷(文)
【标注】
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    不等式
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    解不等式
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    解函数不等式
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    函数的图象与性质
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    函数的最值和值域
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    对数函数
  1. 当 $a=1$,解不等式 $f(x)>1$;
    标注
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      对数函数
    答案
    $(0,1)$
    解析
    当 $a=1$ 时,原不等式等价于 $\dfrac 1x+1>2$,其解集为 $(0,1)$.
  2. 若关于 $x$ 的方程 $f(x)+{\log_2}(x^2)=0$ 的解集中恰有一个元素,求 $a$ 的值;
    标注
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    答案
    $0$ 或 $-\dfrac 14$
    解析
    根据题意,$$\begin{cases} ax^2+x-1=0,\\ \dfrac 1x+a>0,\\ x^2>0,\end{cases}$$有唯一解.
    情形一 $a=0$.
    此时 $x=1$,符合题意.
    情形二 $a\neq 0$.
    此时必然有方程 $ax^2+x-1=0$ 的判别式 $\Delta=1+4a=0$,解得 $a=-\dfrac 14$,此时 $x=2$,符合题意.
    综上,$a$ 的值为 $0$ 或 $-\dfrac 14$.
  3. 设 $a>0$,若对任意 $t\in\left[\dfrac 12,1\right]$,函数 $f(x)$ 在区间 $[t,t+1]$ 上的最大值与最小值的差不超过 $1$,求 $a$ 的取值范围.
    标注
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    答案
    $\left[\dfrac 23,+\infty\right)$
    解析
    当 $a>0$ 时,函数 $f(x)$ 在 $(0,+\infty)$ 上单调递减,于是问题等价于$$\forall t\in\left[\dfrac 12,1\right],f(t)-f(t+1)\leqslant 1,$$也即$$\forall t\in\left[\dfrac 12,1\right],a\geqslant \dfrac{1-t}{t^2+t}.$$当 $t=1$ 时,上式显然成立.
    当 $t\in\left[\dfrac 12,1\right)$,也即 $1-t\in\left(0,\dfrac 12\right]$ 时,有$$\dfrac{1-t}{t^2+t}=\dfrac{1-t}{(1-t)^2-3(1-t)+2}=\dfrac{1}{(1-t)+\dfrac{2}{1-t}-3}\leqslant \dfrac 23 ,$$等号当 $t=\dfrac 12$ 时取得.因此 $a$ 的取值范围是 $\left[\dfrac 23,+\infty\right)$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2 问题3 答案3 解析3 备注3
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