问题 解答题
设定义域为R的函数f(x)满足:对于任意的实数x,y都有f(x+y)=f(x)+f(y)成立,且当x>0时,f(x)<0恒成立.
(1)判断f(x)的奇偶性及单调性,并对f(x)的奇偶性结论给出证明;
(2)若函数f(x)在[-3,3]上总有f(x)≤6成立,试确定f(1)应满足的条件;
(3)解x的不等式
1
n
f(x2)-f(x)>
1
n
f(ax)-f(a)
(n是一个给定的正整数,a∈R).
答案

(1)f(x)为奇函数,证明如下:

∵对于任意的实数x,y都有f(x+y)=f(x)+f(y)成立,

∴令x=y=0,则f(0)=f(0)+f(0),即f(0)=0,

再令y=-x,则f(x)+f(-x)=f(0)=0,即f(-x)=-f(x),

故f(x)为奇函数;

f(x)为R上的减函数,证明如下:

设x1>x2,则f(x1)-f(x2)=f(x1-x2),

∵当x>0时,f(x)<0恒成立,且x1-x2>0,

∴f(x1-x2)<0,即f(x1)-f(x2)<0,

∴f(x)在R上为单调递减函数;

(2)由(1)可知,f(x)在(-∞,+∞)上是减函数,

∴f(x)在[-3,3]上的最大值为f(-3),

要使f(x)≤6恒成立,当且仅当f(-3)≤6,

又∵f(-3)=-f(3)=-f(2+1)=-[f(2)+f(1)]=-[f(1)+f(1)+f(1)]=-3f(1),

∴f(1)≥-2,

又x>1时,f(x)<0,

∴f(1)∈[-2,0);

(3)不等式

1
n
f(x2)-f(x)>
1
n
f(ax)-f(a),

∴f(x2)-f(ax)>n[f(x)-f(a)],

∵f(x+y)=f(x)+f(y),

∴f(x2-ax)>nf(x-a),

由已知可得,f[n(x-a)]=nf(x-a),

∴f(x2-ax)>f[n(x-a)],

∵f(x)在(-∞,+∞)上是减函数,

∴x2-ax<n(x-a),即(x-a)(x-n)<0,

①当a<n时,不等式的解集为{x|a<x<n};

②当a=n时,不等式的解集∅;

③当a>n时,不等式的解集为{x|n<x<a}.

单项选择题
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