问题
解答题
已知函数f(x)=
(1)试判断f(x)的单调性,并证明你的结论; (2)若f(x)为定义域上的奇函数, ①求函数f(x)的值域; ②求满足f(ax)<f(2a-x2)的x的取值范围. |
答案
(本小题满分16分)
(1)函数f(x)为定义域(-∞,+∞),
且f(x)=a-
,2 2x+1
任取x1,x2∈(-∞,+∞),且x1<x2
则f(x2)-f(x1)=a-
-a+2 2x2+1
=2 2x1+1
…(3分)2(2x2-2x1) (2x2+1)(2x1+1)
∵y=2x在R上单调递增,且x1<x2
∴0<2x1<2x2,2x2-2x1>0,2x1+1>0,2x2+1>0,
∴f(x2)-f(x1)>0,
即f(x2)>f(x1),
∴f(x)在(-∞,+∞)上的单调增函数.…(5分)
(2)∵f(x)是定义域上的奇函数,∴f(-x)=-f(x),
即a-
+(a-2 2-x+1
)=0对任意实数x恒成立,2 2x+1
化简得2a-(
+2•2x 2x+1
)=0,2 2x+1
∴2a-2=0,即a=1,…(8分)
(注:直接由f(0)=0得a=1而不检验扣2分)
①由a=1得f(x)=1-
,2 2x+1
∵2x+1>1,∴0<
<1,…(10分)1 2x+1
∴-2<-
<0,∴-1<1-2 2x+1
<12 2x+1
故函数f(x)的值域为(-1,1).…(12分)
②由a=1,得f(x)<f(2-x2),
∵f(x)在(-∞,+∞)上单调递增,∴x<2-x2,…(14分)
解得-2<x<1,
故x的取值范围为(-2,1).…(16分)