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已知函数f(x)的定义域为R 对于任意的x y∈R 都有f(x+y)=f(x)+f(y) 且当x

时间:2021-02-16 01:30:58

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已知函数f(x)的定义域为R 对于任意的x y∈R 都有f(x+y)=f(x)+f(y) 且当x

问题补充:

已知函数f(x)的定义域为R,对于任意的x,y∈R,都有f(x+y)=f(x)+f(y),且当x>0时,f(x)<0,若f(-1)=2.

(1)求证:f(x)为奇函数;

(2)判断f(x)在R上的单调性(说明理由);并求函数f(x)在区间[-2,4]上的值域.

(3)若对任意t∈[1,3],不等式f(t2-2kt)+f(2t2-1)<0恒成立,求实数k的取值范围.

答案:

解:(1)证明:∵对任意的x、y∈R,都有f(x+y)=f(x)+f(y),

,f(0)=f(0)+f(0)=2f(0),

∴f(0)=0.

令y=-x得,f(x-x)=f(x)+f(-x)=f(0)=0,

即f(-x)=-f(x),

∴函数f(x)为奇函数.

(2)f(x)在R上单调递减.

证明:设x1<x2,

则f(x1)-f(x2)=f(x1)-f[(x2-x1)+x1]=f(x1)-[f(x2-x1)+f(x1)]=-f[(x2-x1),

因为当x>0时,f(x)<0,且x2-x1>0,所以f[(x2-x1)<0,

所以f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2).

所以函数f(x)为R上的减函数.

由f(x+y)=f(x)+f(y)及f(-1)=2得,f(-2)=f(-1)+f(-1)=2f(-1)=4,

f(4)=f(2)+f(2)=2f(2),因为f(x)为奇函数,所以f(-2)=-f(2)=4,f(2)=-4,所以f(4)=-8.

又函数f(x)在区间[-2,4]上单调递减,所以f(4)≤f(x)≤f(-2),即-8≤f(x)≤4.

故函数f(x)在区间[-2,4]上的值域为[-8,4].

(3)因为函数f(x)在R上是奇函数,且单调递减,

所以不等式f(t2-2kt)+f(2t2-1)<0?f(t2-2kt)<-f(2t2-1)=f(1-2t2)?t2-2kt>1-2t2,

所以对任意t∈[1,3],不等式f(t2-2kt)+f(2t2-1)<0恒成立,

等价于t2-2kt>1-2t2恒成立,即t∈[1,3]时2k<3t-恒成立,

而易知3t-在∈[1,3]上单调递增,所以=3-1=2,

所以有2k<2,解得k<1.

所以实数k的取值范围为(-∞,1).

解析分析:(1)令x=y=0可得f(0)=0,令y=-x及奇函数的定义即得证;(2)设x1<x2,则f(x1)-f(x2)=f(x1)-f[(x2-x1)+x1]=f(x1)-[f(x2-x1)+f(x1)]=-f[(x2-x1),根据已知可比较f(x1)与f(x2)的大小,从而可知其单调性;由函数的单调性及已知可求出f(-2),f(4),即函数f(x)在区间[-2,4]上的最值,由此可得其值域;(3)利用函数f(x)的单调性、奇偶性,可把不等式f(t2-2kt)+f(2t2-1)<0中的符号“f”去掉,分离出参数k后转化为函数的最值问题即可求得.

点评:本题考查抽象函数的单调性、奇偶性及其应用,考查学生分析问题解决问题的能力,具有一定的综合性.

已知函数f(x)的定义域为R 对于任意的x y∈R 都有f(x+y)=f(x)+f(y) 且当x>0时 f(x)<0 若f(-1)=2.(1)求证:f(x)为奇函数;

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