问题 解答题
已知f(x)是定义在[-1,1]上的奇函数,且f(1)=1.若对任意a,b∈[-1,1],a+b≠0都有
f(a)+f(b)
a+b
>0

(1)判断函数f(x)的单调性,并说明理由;
(2)解不等式f(x-
1
2
)+f(x-
1
4
)<0

(3)若不等式f(x)+(2a-1)t-2≤0对所有x∈[-1,1]和a∈[-1,1]都恒成立,求实数t的取值范围.
答案

(1)设任意x1,x2∈[-1,1],且x1<x2

∵f(x)是定义在[-1,1]上的奇函数,

∴f(-x)=-f(x),

∴f(x1)-f(x2)=f(x1)+f(-x2),

∵对任意a,b∈[-1,1],a+b≠0都有

f(a)+f(b)
a+b
>0,

f(x1)+f(-x2)
x1+(-x2)
>0,又x1<x2,则x1-x2<0,

∴f(x1)-f(x2)=f(x1)+f(-x2)=

f(x1)+f(-x2)
x1+(-x2)
(x1-x2)<0,

∴f(x1)-f(x2)<0,

∴f(x)在定义域[-1,1]上位增函数;

(2)∵函数f(x)为奇函数,

∴f(-x)=f(x),又不等式f(x-

1
2
)+f(x-
1
4
)<0,即f(x-
1
2
)<-f(x-
1
4
),

f(x-

1
2
)<-f(x-
1
4
)=f(
1
4
-x),

由(1)可知,f(x)在定义域[-1,1]上位增函数,

-1≤x-
1
2
≤1
-1≤x-
1
4
≤1
x-
1
2
1
4
-x
,解得-
1
2
≤x<
3
8

∴不等式f(x-

1
2
)+f(x-
1
4
)<0的解集为{x|-
1
2
≤x<
3
8
};

(3)由(1)可知,f(x)在定义域[-1,1]上位增函数,

∴f(x)max=f(1),又f(1)=1,

∴f(x)max=1,

∵不等式f(x)+(2a-1)t-2≤0对所有x∈[-1,1]和a∈[-1,1]都恒成立,

∴f(x)max≤(1-2a)t+2对任意的a∈[-1,1]都恒成立,

∴1≤-2ta+t+2对任意的a∈[-1,1]都恒成立,

-2t+t+2≥1
2t+t+2≥1
,解得-
1
3
≤t≤1

∴实数t的取值范围为-

1
3
≤t≤1.

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