问题 解答题
已知函数f(x)=
2x
2x-1+21-x
+a
(a∈R)
(1)若f(1)=1,求实数a的值并计算f(-1)+f(3)的值;
(2)若不等式f(x)≥0对任意的x∈[1,+∞)恒成立,求实数a的取值范围;
(3)当a=-1时,设g(x)=f(x+b),是否存在实数b使g(x)为奇函数.若存在,求出b的值;若不存在,说明理由.
答案

(本题12分)

(1)∵f(1)=1,

21
20+20
+a=1,即1+a=1,∴a=0

f(x)=

2x
2x-1+21-x

f(-1)+f(3)=

2-1
2-2+22
+
23
22+2-2
=2.

(2)∵f(x)≥0,即

2x
2x-1+21-x
+a≥0,

亦即a≥-

2x
2x-1+21-x
对任意的x∈[1,+∞)恒成立,

h(x)=-

2x
2x-1+21-x

h(x)=-

2x
2x-1+21-x
=-
1
2-1+21-2x
=-
1
1
2
+
2
22x

∴h(x)在x∈[1,+∞)时是增函数,所以hmin(x)=h(1)=-1

∴a≥-1即可.

故实数a的取值范围是[-1,+∞).

(3)∵a=-1,

f(x)=

2x
2x-1+21-x
-1=
2x-2x-1-21-x
2x-1+21-x
=
2x-1-21-x
2x-1+21-x

g(x)=f(x+b)=

2x+b-1-21-b-x
2x+b-1+21-b-x

方法一:

∵g(x)是奇函数,且x∈R,∴g(0)=0

g(0)=

2b-1-21-b
2b-1+21-b
=0,∴2b-1=21-b,即2b-1=1,所以b=1.

当b=1时,g(x)=

2x-2-x
2x+2-x
,∵g(-x)=
2-x-2x
2-x+2x
=-
2x-2-x
2x+2-x
=-g(x)

∴g(x)是奇函数.

故存在b=1,使g(x)是奇函数.

方法二:

∵g(x)是奇函数,∴g(-x)=-g(x),令b-1=c

2-x+c-2-c+x
2-x+c+2-c+x
=-
2x+c-2-c-x
2x+c+2-c-x

∴22c+2-2x-22x-2-2c=-(22c+22x-2-2x-2-2c

∴22c-2-2c=0,即24c=1,即c=0,即b=1.

方法三:【这种做法也给分】

当b=1时,g(x)=

2x-2-x
2x+2-x

g(-x)=

2-x-2x
2-x+2x
=-
2x-2-x
2x+2-x
=-g(x),∴g(x)是奇函数.

所以存在b=1,使g(x)是奇函数.

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