问题 解答题

函数y=f(x)对任意实数x、y满足f(x)+f(y-x)=f(y),且当x>0时,f(x)<0.

(1)求证:y=f(x)是奇函数;

(2)判断y=f(x)的单调性,并证明;

(3)对任意t∈[1,2],f(tx2-2x)<f(t+2)恒成立,求x的范围.

答案

(1)证明:令x=y=0,代入f(x)+f(y-x)=f(y),那么f(0)+f(0)=f(0),所以f(0)=0 再令y=0,那么f(x)+f(-x)=f(0)=0,所以f(-x)=-f(x),

所以函数y=f(x)是奇函数;

(2)函数y=f(x)在整个R上是减函数

证明:令y>x,则y-x>0,

∵f(x)+f(y-x)=f(y),

∴f(y)-f(x)=f(y-x),

因为当x>0,f(x)<0,而y-x>0,所以f(y-x)<0 所以f(y)-f(x)<0,

即y>x,f(y)<f(x),

所以函数y=f(x)在整个R上是减函数;

(3)对任意t∈[1,2],f(tx2-2x)<f(t+2)恒成立

∴对任意t∈[1,2],tx2-2x>t+2恒成立

∴对任意t∈[1,2],(x2-1)t-2x-2>0恒成立,

令函数h(t)=(x2-1)t-2x-2

分三种情况:i、当x2-1=0时,x=1或-1,代入发现不符合(x2-1)t-2x-2>0

ii、当x2-1>0,即x>1或x<-1时,函数h(t)=(x2-1)t-2x-2是增函数,所以最小值为h(1)=x2-2x-3=(x+1)(x-3)>0,

所以x>3或x<-1

所以最后符合的解是:x>3或x<-1

iii、当x2-1<0,即-1<x<1时,函数h(t)=(x2-1)t-2x-2是减函数,所以最小值是h(2)=2x2-2x-4=2(x+1)(x-2)>0,

所以x>2或x<-1,与-1<x<1矛盾

综上知x的范围是:x>3或x<-1

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