问题 解答题
函数y=f(x),x∈D,其中D≠∅.若对任意x∈D,f(|x|)=|f(x)|,则称y=f(x)在D内为对等函数.
(1)指出函数y=
x
,y=x3,y=2x在其定义域内哪些为对等函数;
(2)试研究对数函数y=logax(a>0且a≠1)在其定义域内是否是对等函数?若是,请说明理由;若不是,试给出其定义域的一个非空子集,使y=logax在所给集合内成为对等函数;
(3)若{0}⊆D,y=f(x)在D内为对等函数,试研究y=f(x)(x∈D)的奇偶性.
答案

(1)y=

x
,y=x3是对等函数;(4分)

(2)研究对数函数y=logax,其定义域为(0,+∞),所以loga|x|=logax,又|logax|≥0,所以当且仅当logax≥0时f(|x|)=|f(x)|成立.所以对数函数y=logax在其定义域(0,+∞)内不是对等函数.(6分)

当0<a<1时,若x∈(0,1],则logax≥0,此时y=logax是对等函数;

当a>1时,若x∈[1,+∞),则logax≥0,此时y=logax是对等函数;

总之,当0<a<1时,在(0,1]及其任意非空子集内y=logax是对等函数;当a>1时,在[1,+∞)及其任意非空子集内y=logax是对等函数.(10分)

(3)对任意x∈D,讨论f(x)与f(-x)的关系.

1)若D不关于原点对称,如y=

x
虽是对等函数,但不是奇函数或偶函数;(11分)

2)若D={0},则f(0)=|f(0)|≥0.当f(0)=0时,f(x)既是奇函数又是偶函数;当f(0)>0时,f(x)是偶函数.(13分)

3)以下均在D关于原点对称的假设下讨论.

当x>0时,f(|x|)=f(x)=|f(x)|≥0;

当x<0时,f(|x|)=f(-x)=|f(x)|,若|f(x)|=f(x),则有f(-x)=f(x);此时,当x>0时,-x<0,令-x=t,则x=-t,且t<0,由前面讨论知,f(-t)=f(t),从而f(x)=f(-x);

综上讨论,当x<0时,若f(x)≥0,则f(x)是偶函数.(15分)

若当x<0时,f(x)≤0,则f(|x|)=f(-x)=|f(x)|=-f(x);此时,当x>0时,-x<0,令-x=t,则x=-t,且t<0,由前面讨论知,f(-t)=-f(t),从而f(x)=-f(-x);

若f(0)=0,则对任意x∈D,都有f(-x)=-f(x).

综上讨论,若当x<0时,f(x)≤0,且f(0)=0,则f(x)是奇函数.若f(0)≠0,则f(x)不是奇函数也不是偶函数.(18分)

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