已知函数${f(x)=\ln \frac{1+x}{1-x}+\sin x}$,则关于${a}$的不...

Créé le : 16 août 2026

Répondu en utilisant GPT-5.6 Thinking par Chat01

Question

已知函数f(x)=ln1+x1x+sinx{f(x)=\ln \frac{1+x}{1-x}+\sin x},则关于a{a}的不等式f(a2)+f(a24)<0{f(a-2)+f\left(a^{2}-4\right)<0}的解集是

A.(3,2){(\sqrt{3}, 2)} B.(-3,2) C.(1,2){(1,2)} D.(3,5){(\sqrt{3}, \sqrt{5})}

Réflexion

Worked for 7s

Réponse

A.(3,2)(\sqrt3,2)

关键有两步:

  1. 先求定义域
f(x)=ln1+x1x+sinxf(x)=\ln\frac{1+x}{1-x}+\sin x

要求

1+x1x>01<x<1.\frac{1+x}{1-x}>0\quad\Longrightarrow\quad -1<x<1.

因此题中两个自变量都必须属于 (1,1)(-1,1)

1<a2<11<a<3,-1<a-2<1\Longrightarrow 1<a<3, 1<a24<13<a2<5.-1<a^2-4<1 \Longrightarrow 3<a^2<5.

结合 1<a<31<a<3,得到

3<a<5.\sqrt3<a<\sqrt5.
  1. 判断 f(x)f(x) 的符号

注意

f(x)=f(x),f(-x)=-f(x),

所以 ff 是奇函数。并且在 (1,1)(-1,1)

f(x)=21x2+cosx>0,f'(x)=\frac{2}{1-x^2}+\cos x>0,

f(x)f(x) 严格递增,又 f(0)=0f(0)=0,因此

x<0f(x)<0,x>0f(x)>0.x<0\Rightarrow f(x)<0,\qquad x>0\Rightarrow f(x)>0.

在定义域 3<a<5\sqrt3<a<\sqrt5 内:

  • 3<a<2\sqrt3<a<2 时, a2<0,a24<0,a-2<0,\qquad a^2-4<0, 所以两个 ff 值都小于 0,原不等式成立;
  • a=2a=2 时,和为 00,不满足 <0<0
  • 2<a<52<a<\sqrt5 时,两项都大于 0,不成立。

因此解集为

(3,2)\boxed{(\sqrt3,2)}

答案:A。

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