题目内容

【题目】已知函数f(x)= +m为奇函数,m为常数.
(1)求实数m的值;
(2)判断并证明f(x)的单调性;
(3)若关于x的不等式f(f(x))+f(ma)<0有解,求实数a的取值范围.

【答案】
(1)解:∵函数f(x)= +m为奇函数,

∴f(0)=1+m=0.

解得:m=﹣1,

当m=﹣1时,f(﹣x)=﹣f(x)恒成立,

故m=﹣1


(2)解:由(1)得,f(x)= ﹣1在R上为减函数,理由如下;

证法一:设x1<x2

则f(x1)﹣f(x2)= ﹣1﹣ +1=

>0,

故f(x1)﹣f(x2)>0,

即f(x1)>f(x2

∴故f(x)= ﹣1在R上为减函数;

证法二:∵f(x)= ﹣1

∴f′(x)=﹣ <0恒成立,

故f(x)= ﹣1在R上为减函数


(3)解:若关于x的不等式f(f(x))+f(ma)<0有解,

即关于x的不等式f(f(x))+f(﹣a)<0有解,

即关于x的不等式f(f(x))<﹣f(﹣a)=f(a)有解,

即关于x的不等式f(x)>a有解,

当x→∞时,f(x)→1,

故a<1


【解析】(1)由函数f(x)= +m为奇函数,f(0)=0,可得实数m的值;(2)f(x)= ﹣1在R上为减函数,证法一:设x1<x2 , 作差判断出f(x1)>f(x2),可得:故f(x)= ﹣1在R上为减函数;证法二:求导,根据f′(x)=﹣ <0恒成立,可得:f(x)= ﹣1在R上为减函数;(3)若关于x的不等式f(f(x))+f(ma)<0有解,即关于x的不等式f(x)>a有解,求出函数值的上界,可得答案.
【考点精析】掌握函数单调性的判断方法和函数的奇偶性是解答本题的根本,需要知道单调性的判定法:①设x1,x2是所研究区间内任两个自变量,且x1<x2;②判定f(x1)与f(x2)的大小;③作差比较或作商比较;偶函数的图象关于y轴对称;奇函数的图象关于原点对称.

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