问题 解答题
已知函数f(x)=
x2+c
ax+b
为奇函数,f(1)=-3,且对任意x∈[π,2π],f(sinx-1)≥0恒成立,f(cosx+3)≥0恒成立.
(1)求b的值;
(2)求证f(2)=0,并求f(x)解析式;
(3)若对任意t∈(1,2],恒有f(tm)+f(-m-1-t2)<0,求正数m的取值范围.
答案

(1)∵f(x)是奇函数,

∴f(-x)=-f(x)恒成立,即

x2+c
-ax+b
=-
x2+c
ax+b
恒成立,

可得b=0(2分)

(2)∵π≤x≤2π,

∴-1≤sinx≤0,-1≤cosx≤1,

∴-2≤sinx-1≤-1,2≤cosx+3≤4

又∵f(sinx-1)≥0,f(cosx+3)≥0恒成立,

∴f(-2)≥0且f(2)≥0,

∵f(x)是奇函数,

∴由f(-2)≥0可得f(2)≤0,

∴f(2)=0(6分)

∴由f(2)=

4+c
2a
=0,及f(1)=
1+c
a
=-3
,得c=-4,a=1,

f(x)=

x2-4
x
(8分)

(3)∵f(x)是奇函数得f(tm)<f(t2+m+1),

又∵f(x)=

x2-4
x
=x-
4
x
在(0,+∞)是增函数,m>0,t>0,

∴tm>0,m+1+t2>0∴tm<t2+m+1,∴(t-1)m<t2+1,(10分)

∵t∈(1,2]∴t-1>0,

m<

t2+1
t-1
在t∈(1,2]上恒成立

设k=t-1,则k∈(0,1]且t2+1=k2++2k+2,设g(k)=

k2+2k+2
k
=k+
2
k
+2,

则g(k)在k∈(0,1]上单调递减,

∴g(k)min=g(1)=5,∴m<5,

又m>0,所以0<m<5(12分)

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