问题 解答题
已知函数f(x)=lg(
3-x
3+x
)
,其中 x∈(-3,3).
(1)判别函数f(x)的奇偶性;
(2)判断并证明函数f(x)在(-3,3)上单调性;
(3)是否存在这样的负实数k,使f(k-cosθ)+f(cos2θ-k2)≥0对一切θ∈R恒成立,若存在,试求出k取值的集合;若不存在,说明理由.
答案

(1)因为函数的定义域关于原点对称,由f(-x)=lg

3+x
3-x
=lg(
3-x
3+x
)
-1
=-lg(
3-x
3+x
)=-f(x).

所以f(x)是奇函数.

(2)任取-3<x1<x2<3,

f(x1)-f(x2)=lg

3-x1
3+x1
-lg
3-x2
3+x2
=lg
(3-x1)(3+x2)
(3+x1)(3-x2)
=lg
9+3(x2-x1)-x1x2
9+3(x1-x2)-x1x2

因为9+3(x2+x1)-x1x2>9-3(x2+x1)-x1x2>0,

所以

9+3(x2+x1)-x1x2
9-3(x2+x1)-x1x2
>1,

即f(x1)-f(x2)>0,所以f(x1)>f(x2),即f(x)是(-3,3)上的减函数;

(3)因为f(k-cosθ)+f(cos2θ-k2)≥0且f(x)是(-3,3)上的减函数,

所以f(cos2θ-k2)≥-f(k-cosθ)=f(cosθ-k),

k<0
-3<k-cosθ<3
-3<cos2θ-k2<3
k-cos⁡θ≤k2-cos2θ
恒成立.

由k-cosθ≤k2-cos2θ得,k-k2≤cosθ-cos2θ恒成立.

设y=cos⁡θ-cos2θ=-(cosθ-

1
2
)2+
1
4

因为-1≤cosθ≤1,所以-2≤y≤

1
4

所以k-k2≤-2,解得k≤-1.

同理:由-3<k-cosθ<3,

得:-2<k<2.

由-3<cos2θ-k2<3,得:-

3
<k<
3

即综上所得:-

3
<k≤-1.

所以存在这样的k其范围为:-

3
<k≤-1.

选择题
单项选择题 A1型题