问题 解答题
已知定义在R上的函数f(x)=
1-2x
2x+1
是奇函数.
(I)求实数a的值;
(Ⅱ)判断f(x)的单调性,并用单调性定义证明;
(Ⅲ)若对任意的t∈R,不等式f(t2-2t)+f(2t2-k)<0恒成立,求实数k的取值范围.
答案

(I)由于定义在R上的函数f(x)=

1-2x
2x+1
 是奇函数,故有f(0)=0,即
a-1
2
=0,解得 a=1.

(Ⅱ)由上可得 f(x)=

1-2x
2x+1
=
2
1+2x
-1
,设x1<x2,可得f(x1)-f(x2)=(
2
1+2x1
-1
)-(
2
1+2x2
-1

=

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

由题设可得2x2-2x1>0,(1+2x2)(1+2x1)>0,故f(x1)-f(x2)>0,即f(x1)>f(x2),

故函数f(x)是R上的减函数.

(Ⅲ)若对任意的t∈R,不等式f(t2-2t)+f(2t2-k)<0恒成立,等价于f(t2-2t)<-f(2t2-k)=f(-2t2+k) 恒成立,

等价于 t2-2t>-2t2+k恒成立,等价于3t2-2t-k>0恒成立,故有判别式△=4+12k<0,

解得k<-

1
3
,故k的范围为(-∞,-
1
3
).

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