问题 解答题
已知函数f(x)定义在(-1,1)上,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;
(1)验证函数f(x)=ln
1-x
1+x
是否满足这些条件;
(2)判断这样的函数是否具有奇偶性和其单调性,并加以证明;
(3)若f(-
1
2
)=1,试解方程f(x)=-
1
2
答案

(1)由

x+y
1+xy
>0可得-1<x<1,即其定义域为(-1,1),

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

又当x<0时,1-x>1+x>0

1-x
1+x
>1

∴ln

1-x
1+x
>0

故f(x)=ln

1-x
1+x
满足这些条件.

(2)这样的函数是奇函数.

令x=y=0,

∴f(0)+f(0)=f(0),

∴f(0)=0

令y=-x,

∴f(-x)+f(x)=f(0)=0

∴f(-x)=-f(x)

∴f(x)在(-1,1)上是奇函数.

这样的函数是减函数.

∵f(x)-f(y)=f(x)-f(y)=f(

x-y
1-xy

当-1<x<y<1时,

x-y
1-xy
<0,由条件知f(
x-y
1-xy
)>0,即f(x)-f(y)>0

∴f(x)在(-1,1)上是减函数.

(3)∵f(-

1
2
)=1

∴f(

1
2
)=-1

原方程即为2f(x)=-1

即f(x)+f(x)=f(

2x
1+x2
)=f(
1
2

∴f(x)在(-1,1)上是减函数

2x
1+x2
=
1
2

∴x2-4x+1=0

解得x=2±

3

又∵x∈(-1,1)

∴x=2-

3

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