问题 解答题

已知函数f(x)对任意实数x,y恒有f(x+y)=f(x)+f(y),且当x>0时,f(x)<0又f(1)=-2.

(1)判断f(x)的奇偶性;

(2)求证:f(x)是R上的减函数;

(3)求f(x)在区间[-3,3]上的值域;

(4)若∀x∈R,不等式f(ax2)-2f(x)<f(x)+4恒成立,求a的取值范围.

答案

(1)取x=y=0,则f(0+0)=2f(0),∴f(0)=0,

取y=-x,则f(x-x)=f(x)+f(-x),

∴f(-x)=-f(x)对任意x∈R恒成立,

∴f(x)为奇函数.

(2)证明:任取x1,x2∈(-∞,+∞)且x1<x2

则x2-x1>0,f(x2)+f(-x1)=f(x2-x1)<0,

∴f(x2)<-f(-x1),

又f(x)为奇函数,∴f(x1)>f(x2).

故f(x)为R上的减函数;

(3)∵f(x)为R上的减函数,

∴对任意x∈[-3,3],恒有f(3)≤f(x)≤f(-3),

f(3)=3f(1)=-2×3=-6,∴f(-3)=-f(3)=-6,

故f(x)在[-3,3]上最大值为6,最小值为-6.

故f(x)在区间[-3,3]上的值域为[-6,6].

(3)f(x)为奇函数,整理原式得f(ax2)+2f(-x)<f(x)+f(-2),

可得f(ax2-2x)<f(x-2),而f(x)在R上是减函数,

所以ax2-2x>x-2即ax2-3x+2>0恒成立,

①当a=0时不成立,

②当a≠0时,有a>0且△<0,即

a>0
9-8a<0
,解得a>
9
8

故a的取值范围为(

9
8
,+∞).

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