(1)证明:根据函数单调性的定义,需要证明对任意x1<x2,都有g(x1)<g(x2)。
根据题中给出的函数,我们可以得到:
g(x) = 3^f(x) = 3^[log3(9^x+1)-x] = (9^x+1)/3^x
接下来,我们需要比较两个自变量的函数值:
g(x1) = (9^{x1}+1)/3^{x1}
g(x2) = (9^{x2}+1)/3^{x2}
为了证明g(x1)<g(x2),我们需要证明:
(9^{x1}+1)/3^{x1} < (9^{x2}+1)/3^{x2}
由于底数都是9,我们可以把比较转化为:
9^{x1} < 9^{x2}
由于x1<x2是题中已经给出的假设,所以:
g(x) = (9^x+1)/3^x 在(0,+∞)上单调递增
(2)解不等式:
已知f(2cos^2θ-3)-f(2+sinθ)<0
我们可以将其转化为:
log3(9^(2cos^2θ-3)+1) - log3(9^(2+sinθ)+1) < 0
根据对数函数的性质,我们可以把log3去掉:
9^(2cos^2θ-3) + 1 < 9^(2+sinθ) + 1
由于底数都是9,我们可以把比较转化为指数:
2cos^2θ-3 < 2+sinθ
接下来,我们需要解决的问题是:找到θ的范围,使得2cos^2θ-3 < 2+sinθ成立。
根据三角函数的性质,我们知道-1≤cosθ≤1,所以0≤2cos^2θ≤1。
又因为θ是任意角,所以sinθ也是任意角。
因此,我们需要找到所有的θ,使得:
0 ≤ 2cos^2θ - 3 < 2 + sinθ
首先,当2cos^2θ - 3 = 0 时,我们得到cos^2θ = (3)/2。
由于cosθ的范围是[-1,1],所以cosθ = ±√((3)/2)。
当cosθ = √((3)/2)时,sinθ = ±√(1-(cosθ)^2) = ±√((1)/2)。
当cosθ = -√((3)/2)时,sinθ = ±√(1-(cosθ)^2) = ±√((1)/2)。
因此,当cosθ = ±√((3)/2),sinθ = ±√((1)/2)时,不等式成立。
当2cos^2θ - 3 < 0 时,我们得到cos^2θ < 3/2。
由于cosθ的范围是[-1,1],所以cosθ = ±√(3/2)。
当cosθ = √(3/2)时,sinθ = ±√(1-(cosθ)^2) = 0。
当cosθ = -√(3/2)时,sinθ = ±√(1-(cosθ)^2) = ±√(1/2)。
因此,当cosθ = ±√(3/2),sinθ = 0或±√(1/2)时,不等式成立。
综上,当:
θ ∈ [arccos(√(3)/2),arccos(-√(3)/2)] ∪ [0,π] ∪ [-π, -arccos(-√(3)/2)] ∪ [-arccos(√(3)/2), 0]
或
θ ∈ [0,π] ∪ [-π,0]
时,不等式f(2cos^2θ-3)-f(2+sinθ)<0成立。