问题 解答题
已知函数f(x)的定义域是(-1,1),对于任意的x,y∈(-1,1),有f(x)+f(y)=f(
x+y
1+xy
)
,且当x<0时,f(x)>0.
(Ⅰ)验证函数g(x)=ln
1-x
1+x
是否满足上述这些条件;
(Ⅱ)你发现这样的函数f(x)还具有其它什么样的主要性质?试就函数的奇偶性、单调性的结论写出来,并加以证明.
答案

(Ⅰ)由题意,得

1-x
1+x
>0,解之得-1<x<1,得函数的定义域为(-1,1);…(2分)

g(x)+g(y)=ln

1-x
1+x
+ln
1-y
1+y
=ln(
1-x
1+x
1-y
1+y
)
=ln
1-x-y+xy
1+x+y+xy

g(

x+y
1+xy
)=ln
1-
x+y
1+xy
1+
x+y
1+xy
=ln
1-x-y+xy
1+x+y+xy

g(x)+g(y)=g(

x+y
1+xy
)成立,…(4分)

又∵当x<0时,1-x>1+x>0,∴

1-x
1+x
>1,可得g(x)=ln
1-x
1+x
>0
成立

综上所述,可得函数g(x)=ln

1-x
1+x
满足题意所述条件.…(6分)

(II)发现函数f(x)是区间(-1,1)上的奇函数,且是减函数.

证明如下

①将x=0代入条件,得f(0)+f(y)=f(y),所以f(0)=0

再令y=-x代入条件,得f(x)+f(-x)=f(0)=0

∴f(-x)=-f(x),可得函数f(x)在(-1,1)上是奇函数. …(9分)

②以-y代替y,代入条件得f(x)+f(-y)=f(

x-y
1-xy
),

结合函数为奇函数得f(x)-f(y)=f(

x-y
1-xy
)

当-1<x<y<1时

x-y
1-xy
<0,结合已知条件得f(
x-y
1-xy
)>0

∴由x<y可得f(x)-f(y)>0,得f(x)>f(y),

因此,函数f(x)在(-1,1)上是减函数.…(12分)

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