题目内容

设函数f(x)=lg(x+
x2+1
).
(1)判断函数f(x)的奇偶性,并给予证明;
(2)证明函数f(x)在其定义域上是单调增函数;
分析:(1)根据题意先判断再用定义证明,证明时应先求出定义域并判断是否关于原点对称,再验证f(x)和f(-x)的关系,再由奇函数的定义得出结论;
(2)用定义证明函数单调性的五个步骤,本题是对真数作差比较大小,利用分子有理化进行变形在判断真数的大小,在转化到比较函数值得大小.
解答:解:(1)它是奇函数.
x+
x2+1
>0
x2+1≥0
得x∈R,
即所给函数的定义域为R,显然它关于原点对称,
又∵f(-x)=lg(-x+
x2+1
)=lg(x+
x2+1
)-1=-lg(x+
x2+1
)=-f(x)

∴函数f(x)是奇函数.
(2)证明:设x1,x2∈R,且x1<x2
则f(x1)-f(x2)=lg
x1+
x12+1
x2+
x22+1

令t=x+
x2+1
,则t1-t2=(x1+
x12+1
)-(x2+
x22+1

=(x1-x2)+(
x12+1
-
x22+1
)=(x1-x2)+
(x1-x2)(x1+x2)   
x12+1
+
x22+1


=
(x1-x2)(
x12+1
+
x22+1
+x1+x2)     
x12+1
+
x22+1

∵x1-x2<0,
x12+1
+x1>0,
x22+1
+x2
x12+1
+
x22+1
>0,
∴t1-t2<0,∴0<t1<t2,∴0<
t1
t2
<1,
∴f(x1)-f(x2)<lg1=0,即f(x1)<f(x2),
∴函数f(x)在R上是单调增函数.
点评:本题考查了函数的奇偶性和单调性的证明,即用定义法进行证明,注意证明奇偶性时应先判断定义域关于原点对称;证明单调性的步骤即设值、作差、变形、判断符号、下结论,对于有关对数函数的复合函数时可转化为比较真数的大小.
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