已知函数f(x)=2x+1定义在R上.
(1)若存在,使得f(x)+f(-x)=a成立,求实数a的取值范围;
(2)若可以表示为一个偶函数g(x)与一个奇函数h(x)之和,设h(x)=t,p(t)=g(2x)+2mh(x)+m2-m-1(m∈R),求出p(t)的解析式;
(3)若对任意x∈[1,2]都有p(t)≥m2-m-1成立,求实数m的取值范围.
(1)依题意有a=2x+1+2-x+1,
即关于x的方程a=2•2x+有解.…(2分)
而2•2x+≥2=4,当且仅当2•2x=,即x=0时等号成立,故实数a的取值范围是[4,+∞).(4分)
(2)假设f(x)=g(x)+h(x)①,其中g(x)为偶函数,h(x) 为奇函数,
则有f(-x)=g(-x)+h(-x),即f(-x)=g(x)-h(x)②,
由①②得g(x)=,h(x)=(5分)
∵f(x)定义在R上,
∴g(x),h(x)都定义在R上.
∵g(-x)==g(x),h(-x)==-h(x).∴满足g(x)是偶函数,h(x)是奇函数,
又∵f(x)=2x+1,
∴g(x)===2x+h(x)===2x-.(7分)
由2x-=t,则t∈R,平方,
得t2=(2x-)2=22x+-2,∴g(2x)=22x+=t2+2,
故p(t)=t2+2mt+m2-m+1.(9分)
(3)∵t=h(x)在x∈[1,2]上是增函数,(10分)
∴≤t≤.(12分)
∴p(t)=t2+2mt+m2-m+1≥m2-m-1对于t∈[,]恒成立,
∴m≥-=-(+)对于t∈[,]恒成立(14分)
令φ(t)=-(+),则+≥,
当且仅当t=时等号成立,而∉[,],
∴函数φ(t)=-(+)在t∈[,]上是减函数,
∴φ(t)max=φ()=-,故m≥-.(16分)