问题 解答题
已知函数g(x)=
1-x2
1+x2
(x≠0,x≠±1,x∈R)
的值域为A,定义在A上的函数f(x)=x-2-x2(x∈A).
(1)判断函数f(x)的奇偶性;
(2)判断函数f(x)的单调性并用定义证明;
(3)解不等式f(3x+1)>f(5x+1).
答案

(1)由y=

1-x2
1+x2
x2=
1-y
1+y
>0
,故-1<y<1,因此A=(-1,0)∪(0,1).又

因为f(-x)=f(x),所以f(x)是偶函数;

(2)设x1<x2,则f(x1)-f(x2)=

1
x21
-
x21
-
1
x22
+
x22
=(x2-x1)(x2+x1)(1+
1
x21
x22
),

①如果x1,x2∈(-1,0),那么x1+x2<0,故f(x1)-f(x2)<0即f(x1)<f(x2);

②若x1,x2∈(0,1),则x1+x2>0,故f(x1)-f(x2)>0即f(x1)>f(x2).

因此f(x)在(-1,0)单增,在(0,1)单减;

(3)因为f(x)是偶函数,所以f(x)=f(|x|),从而原不等式化为f(|3x+1|)>f(|5x+1|).

|3x+1<|5x+1
0<|3x+1<1
0<|5x+1<1
,即
(8x+2)•2x>0
-
2
3
<x<0且x≠-
1
3
-
2
5
<x< 0且x≠-
1
5

解得-

2
5
<x<-
1
3
或-
1
3
x<-
1
4
,从而原不等式的解集为{x|-
2
5
<x<-
1
3
或-
1
3
x<-
1
4
}

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