问题 解答题
已知定义域为(-1,1)的函数f(x)=
x
x2+1

(Ⅰ)判断函数f(x)奇偶性并加以证明;
(Ⅱ)判断函数f(x)的单调性并用定义加以证明;
(Ⅲ)解关于x的不等式f(x-1)+f(x)<0.
答案

(I)f(x)为定义域上的奇函数,证明如下:

定义域为(-1,1),关于原点对称,

又f(-x)=

-x
(-x)2+1
=
-x
x2+1
=-f(x),

∴f(x)为奇函数;

(II)f(x)在(-1,1)上单调递增,证明如下:

任取x1,x2∈(-1,1),且x1<x2

则f(x1)-f(x2)=

x1
x12+1
-
x2
x22+1

=

x1(x22+1)-x2(x12+1)
(x12+1)(x22+1)

=

(x2-x1)(x1x2-1)
(x12+1)(x22+1)

∵x1,x2∈(-1,1),且x1<x2

∴x2-x1>0,x1x2-1<0,x12+1>0x22+1>0

∴f(x1)-f(x2)<0,即f(x1)<f(x2),

∴f(x)在(-1,1)上单调递增;

(III)由(Ⅰ)知,f(x)为奇函数,

∴f(x-1)+f(x)<0等价于f(x-1)<-f(x)=f(-x),

由(Ⅱ)知f(x)单调递增,

x-1<-x
-1<x-1<1
-1<x<1
,解得0<x<
1
2

∴不等式的解集为:(0,

1
2
);

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