问题 解答题
定义在区间(-1,1)上的函数f(x)满足:
①对任意x,y∈(-1,1),都有f(x)+f(y)=f(
x+y
1+xy
)

②当x∈(-1,0)时,f(x)>0.求证:
(1)f(0)=0;
(2)f(x)在(-1,1)上是减函数;
(3)f(
1
5
)+f(
1
11
)+f(
1
19
)+…+f(
1
n2+3n+1
)>f(
1
2
)
答案

(1)令x=y=0,

有2f(0)=f(0),

∴f(0)=0;

(2)令-1<x1<x2<1,则

f(x1)-f(x2)=f(x1)+f(-x2)=f(

x1-x2
1-x1x2
),

∵-1<x1<x2<1,

∴x1-x2<0,1-x1•x2>0,

-1<

x1-x2
1-x1x2
<0,

f(

x1-x2
1-x1x2
)>0,

即f(x1)>f(x2),

∴f(x)在(-1,1)上是减函数;

(3)令y=-x,则f(x)+f(-x)=f(0)=0,

∴f(-x)=-f(x),

∴f(x)为奇函数;

∴-f(

1
5
)=f(-
1
5
)
=f(
3-2
1+3×(-2)
) =f(3)+f(-2)=f(3)-f(2)
,①

-f(

1
11
)=f(-
1
11
)= =f(
4-3
1+4×(-3)
) =f(4)+f(-3)=f(4)-f(3),②

-f(

1
n2+3n+1
)=f(-
(n+2)-(n-1)
1+(n+2)•[-(n+1))]
)=f(n+2)+f[-(n+1)]=f(n+2)-f(n+1)  ③

将上式①②…③n个式子累加有

-[f(

1
5
)+f(
1
11
)+f(
1
19
)+…+f(
1
n2+3n+1
)]

=f(-

1
5
)+f(-
1
11
)+f(-
1
19
)+…+f(-
1
n2+3n+1
)

=f(n+2)-f(2)=f(

n
1-2(n+2)
),

又f(x)在(-1,1)上是减函数;

f(

n
1-2(n+2)
)=f(-
n
2n+3)
)<f(-
n
2n
) =-f(
1
2
)<f(-
n
2n
) =-f(
1
2
)

f(

1
5
)+f(
1
11
)+f(
1
19
)+…+f(
1
n2+3n+1
)>f(
1
2
)

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