已知函数f(x)=2x+1定义在R上.
(1)若f(x)可以表示为一个偶函数g(x)与一个奇函数h(x)之和,求函数g(x),h(x)的解析式;
(2)若F(x)=g(2x)+2mh(x)+m2-m-1(m∈R),设h(x)=t,把F(x)表示为t的函数p(t);
(3)若关于的方程F(x)=m2-m+2在x∈[1,2]上有解,求实数m的取值范围.
(1)假设f(x)=g(x)+h(x)①,其中g(x)偶函数,h(x)为奇函数,
则有f(-x)=g(-x)+h(-x),即f(-x)=g(x)-h(x)②,
由①、②解得g(x)=,h(x)=.(2分)
∵f(x)定义在R上,∴g(x),h(x)都定义在R上.
∵g(-x)==g(x),h(-x)==-h(x).
∴g(x)是偶函数,h(x)是奇函数,
把f(x)=2x+1代入求得,g(x)===2x+,h(x)===2x-.(6分)
(2)由2x-=t,则t∈R,平方得t2=(2x-)2=22x+-2,
∴g(2x)=22x+=t2+2,代入F(x)的解析式得,
p(t)=t2+2mt+m2-m+1.(10分)
(3)∵t=h(x)=2x-在区间[1,2]上单调递增,∴≤t≤.(12分)
由F(x)=m2-m+2得t2+2mt-1=0
∴m=(-t),令ϕ(t)=(-t)(t∈[,])
由题意得,m的取值范围就是函数ϕ(t)的值域.(14分)
∵,-t在t∈[,]上均为减函数,
故ϕ(t)在t∈[,]上单调递减,而ϕ()=-ϕ()=-,
∴函数ϕ(t)的值域为[-,-]
即m的取值范围为[-,-](16分)