问题 解答题

定义在R上的函数f(x)满足:f(m+n)=f(m)+f(n)-2对任意m、n∈R恒成立,当x>0时,f(x)>2.

(Ⅰ) 求证f(x)在R上是单调递增函数;

(Ⅱ)已知f(1)=5,解关于t的不等式f(|t2-t|)≤8;

(Ⅲ)若f(-2)=-4,且不等式f(t2+at-a)≥-7对任意t∈[-2,2]恒成立.求实数a的取值范围.

答案

证明:(Ⅰ)∀x1,x2∈R,当x1<x2时,x2-x1>0,

∴f(x2-x1)>2f(x1)-f(x2

=f(x1)-f(x2-x1+x1

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

=2-f(x2-x1)<0,

所以f(x1)<f(x2),

所以f(x)在R上是单调递增函数…(4分)

(Ⅱ)∵f(1)=5,

∴f(2)=f(1)+f(1)-2=8,

由f(|t2-t|)≤8得f(|t2-t|)≤f(2)

∵f(x)在R上是单调递增函数,所以|t2-t|≤2⇒-2≤t2-t≤2⇔

t2-t≤2
t2-t≥-2
-1≤t≤2
t∈R
⇒t∈[-1,2]
…(8分)

(Ⅲ)由f(-2)=-4得-4=f(-2)=f(-1)+f(-1)-2⇒f(-1)=-1

所以f(-3)=f(-2)+f(-1)=-4-1-2=-7,

由f(t2+at-a)≥-7得f(t2+at-a)≥f(-3)

∵f(x)在R上是单调递增函数,

所以t2+at-a≥-3⇒t2+at-a+3≥0对任意t∈[-2,2]恒成立.

记g(t)=t2+at-a+3(-2≤t≤2)

只需gmin(t)≥0.对称轴t=-

a
2

(1)当-

a
2
≤-2⇒a≥4时,gmin(t)=g(-2)=4-2a-a+3≥0⇒a≤
7
3
与a≥4矛盾.

此时a∈ϕ

(2)当-2<-

a
2
<2⇒-4<a<4时,gmin(t)=
4(3-a)-a2
4
≥0⇒-6≤a≤2

又-4<a<4,所以-4<a≤2

(3)当-

a
2
≥2⇒a≤-4时,gmin(t)=g(2)=4+2a-a+3≥0⇒a≥-7

又a≤-4

∴-7≤a≤-4

综合上述得:a∈[-7,2]…(14分)

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