问题 解答题
已知指数函数y=g(x)满足:g(2)=4,定义域为R上的函数f(x)=
-g(x)+n
g(x)+m
是奇函数.
(Ⅰ)求y=g(x)与y=f(x)的解析式;
(Ⅱ)判断y=f(x)在R上的单调性并用单调性定义证明;
(Ⅲ)若方程f(x)=b在(-∞,0)上有解,试证:-1<3f(b)<0.
答案

(I)设g(x)=ax(a>0,a≠1),由g(2)=4得a=2,故g(x)=2x,…(2分)

∵函数f(x)=

-g(x)+n
g(x)+m
=
-2x+n
2x+m
是奇函数

∴f(0)=

-1+n
1+m
=0

∴n=1;又由f(1)=-f(-1)知

-2 +1
2 +m
=-
-
1
2
+1
1
2
 
+m
,解得m=1

∴f(x)=

1-2x
1+2x

(II)f(x)=

1-2x
1+2x
在(-∞,+∞)上为减函数,理由如下:

设x1,x2∈R,且x1<x2

2x12x2,1+2x1>0,1+2x2>0,

∴f(x1)-f(x2)=

1-2x1
1+2x1
-
1-2x2
1+2x2
=
2(2x2-2x1)
(1+2x1)(1+2x2)
>0

即f(x1)>f(x2

故f(x)=

1-2x
1+2x
在(-∞,+∞)上为减函数

证明:(III)若方程f(x)=b在(-∞,0)上有解,

1-2x
1+2x
=
2
1+2x
-1=b在(-∞,0)上有解,

∵此时2x∈(0,1)

2
1+2x
-1∈(0,1)

从而b∈(0,1)

由(II)得f(x)=

1-2x
1+2x
在(-∞,+∞)上为减函数

∴f(1)<f(b)<f(0).

-

1
3
<f(b)<0

即:-1<3f(b)<0

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