题目内容

定义在(-1,1)上的函数f(x)满足:
(1)对任意x,y∈(-1,1),都有f(x)-f(y)=f(
x-y
1-xy
)

(2)对任意x∈(-1,0),都有f(x)>0.
P=f(
1
5
)+f(
1
11
)+…+f(
1
r2+r-1
)+…+f(
1
20122+2012-1
)
Q=f(
1
2
)
,R=f(0),则P、Q、R的大小关系为(  )
分析:利用题设条件,先推导出f(0)=0=R,f(x)是奇函数,f(x)在(-1,1)上为单调递减.把f(
1
r2+r-1
)
 化为 f(
1
r
)-f(
1
r+1
),可得P=f(
1
2
)-f(
1
2013
)
Q=f(
1
2
)
,由此能求出P、Q、R的大小关系.
解答:解:∵x∈(-1,1),f(x)-f(y)=f(
x-y
1-xy
)

∴f(0)-f(0)=f(
0-0
1-0
)=f(0),解得f(0)=0,即 R=f(0)=0.
f(0)-f(x)=f(
0-x
1-0
)=f(-x),解得f(-x)=-f(x),∴f(x)是奇函数.
∵对任意x∈(-1,0),都有f(x)>0,故当x∈(0,1)时,都有f(x)<0,Q=f(
1
2
)
<0.
令-1<x<y<1,f(x)-f(y)=f(
x-y
1-xy
)
,∵x-y<0,1-xy>0,∴
x-y
1-xy
<0.
x-y
1-xy
+1=
x-y+1-xy
1-xy
=
(1+x)(1-y)
1-xy
,∵1+x>0,1-y>0,1-xy>0,∴
x-y
1-xy
>-1,
f(x)-f(y)=f(
x-y
1-xy
)
>0,∴f(x)在(-1,1)上为单调递减,
从而可得f(
1
2
)<f(
1
5
)<f(
1
11
)<…<f(
1
r2+r-1
)<…<f(
1
20122+2012-1
)
<0,
P=f(
1
5
)+f(
1
11
)+…+f(
1
r2+r-1
)+…+f(
1
20122+2012-1
)
<0.
由于f(
1
r2+r-1
)
=f(
1
r(r+1)-1
)=f(
1
r
+
-1
r+1
1+
1
r
1
r+1
)=f(
1
r
)+f(
-1
r+1
)=f(
1
r
)-f(
1
r+1
),
P=f(
1
5
)+f(
1
11
)+…+f(
1
r2+r-1
)+…+f(
1
20122+2012-1
)
=f(
1
2
)-f(
1
3
)
+f(
1
3
)-f(
1
4
)
+f(
1
4
)-f(
1
5
)
+…+f(
1
2012
)-f(
1
2013
)

=f(
1
2
)-f(
1
2013
)

由于f(
1
2013
)<0,∴P=f(
1
2
)-f(
1
2013
)
>f(
1
2
).
综上可得,Q<P<R,
故选D.
点评:本题考查函数的奇偶性和单调性的推导和应用,综合性强,解题时要认真审题,仔细解答,注意挖掘题设中的隐含条件,合理地进行等价转化,属于难题.
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