题目内容
已知函数f(x),当x、y∈R时,恒有f(x)-f(y)=f(x-y).
(Ⅰ)求证:f(x)是奇函数;
(Ⅱ)如果x<0时,f(x)>0,并且f(2)=-1,试求f(x)在区间[-2,6]上的最值;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,对任意x∈[-2,6],不等式f(x)>m2+am-5对任意a∈[-1,1]恒成立,求实数m的取值范围.
(Ⅰ)求证:f(x)是奇函数;
(Ⅱ)如果x<0时,f(x)>0,并且f(2)=-1,试求f(x)在区间[-2,6]上的最值;
(Ⅲ)在(Ⅱ)的条件下,对任意x∈[-2,6],不等式f(x)>m2+am-5对任意a∈[-1,1]恒成立,求实数m的取值范围.
分析:(Ⅰ)定义法:令x=y=0,可求出f(0),再令x=0,y=x,即可证明;
(Ⅱ)先利用定义判断f(x)的单调性,再利用单调性及f(2)=-1即可求出f(x)在区间[-2,6]上的最值;
(Ⅲ)对任意x∈[-2,6],不等式f(x)>m2+am-5恒成立,等价于m2+am-5<f(x)min,又对任意a∈[-1,1]恒成立,可得
,由此可求出m的范围;
(Ⅱ)先利用定义判断f(x)的单调性,再利用单调性及f(2)=-1即可求出f(x)在区间[-2,6]上的最值;
(Ⅲ)对任意x∈[-2,6],不等式f(x)>m2+am-5恒成立,等价于m2+am-5<f(x)min,又对任意a∈[-1,1]恒成立,可得
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解答:解:(Ⅰ)证明:∵当x、y∈R时,恒有f (x)-f (y)=f (x-y),
∴f (0)-f (0)=f (0-0),即f (0)=0,
∴f (0)-f (x)=f (0-x),
即-f (x)=f (-x),
所以f (x)是奇函数;
(Ⅱ)设x1,x2∈R且x1<x2,
则f(x1)-f(x2)=f(x1-x2),
∵x1<x2,∴x1-x2<0,
∴f(x1-x2)>0,即f(x1>f(x2),
故,函数f(x)在R上单调递减,
所以,函数f(x)在[-2,6]上单调递减,
故,f(x)max=f(-2)=-f(2)=1,
f(x)min=f(6)=f(4)+f(2)=3f(2)=-3;
(Ⅲ)∵对任意x∈[-2,6],不等式f(x)>m2+am-5恒成立,
∴m2+am-5<f(x)min=-3,即m2+am-2<0,
∵对任意a∈[-1,1],不等式m2+am-2<0恒成立,
∴
,解得-1<m<1,
所以,实数m的取值范围是:-1<m<1.
∴f (0)-f (0)=f (0-0),即f (0)=0,
∴f (0)-f (x)=f (0-x),
即-f (x)=f (-x),
所以f (x)是奇函数;
(Ⅱ)设x1,x2∈R且x1<x2,
则f(x1)-f(x2)=f(x1-x2),
∵x1<x2,∴x1-x2<0,
∴f(x1-x2)>0,即f(x1>f(x2),
故,函数f(x)在R上单调递减,
所以,函数f(x)在[-2,6]上单调递减,
故,f(x)max=f(-2)=-f(2)=1,
f(x)min=f(6)=f(4)+f(2)=3f(2)=-3;
(Ⅲ)∵对任意x∈[-2,6],不等式f(x)>m2+am-5恒成立,
∴m2+am-5<f(x)min=-3,即m2+am-2<0,
∵对任意a∈[-1,1],不等式m2+am-2<0恒成立,
∴
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所以,实数m的取值范围是:-1<m<1.
点评:本题考查抽象函数的奇偶性、单调性及函数恒成立问题,考查学生分析问题解决问题的能力,对函数恒成立问题常转化为函数最值问题解决,体现了转化思想.
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