Question

【題目】定義域?yàn)?/span>的函數(shù)滿足：對(duì)于任意的實(shí)數(shù)都有成立，且當(dāng)時(shí)， 恒成立，且是一個(gè)給定的正整數(shù)）．

（1）判斷函數(shù)的奇偶性，并證明你的結(jié)論；

（2）判斷并證明的單調(diào)性；若函數(shù)在上總有成立，試確定應(yīng)滿足的條件；

（3）當(dāng)時(shí)，解關(guān)于的不等式．

Answer 1

【答案】（1）為奇函數(shù)，證明見(jiàn)解析；（2）f（x）在（-∞，+∞）上是減函數(shù),證明見(jiàn)解析；f（1）∈[-5，0）（3）①當(dāng)時(shí)，原不等式的解集為或；②當(dāng)時(shí)，原不等式的解集為；③當(dāng)時(shí)，原不等式的解集為或}．

【解析】

（1）利用函數(shù)奇偶性的定義，結(jié)合抽象函數(shù)關(guān)系，利用賦值法進(jìn)行證明;

（2）結(jié)合函數(shù)單調(diào)性的定義以及最值函數(shù)成立問(wèn)題進(jìn)行證明即可;

（3）利用抽象函數(shù)關(guān)系，結(jié)合函數(shù)奇偶性和單調(diào)性定義轉(zhuǎn)化為一元二次不等式，討論參數(shù)的范圍進(jìn)行求解即可;

（1）f（x）為奇函數(shù)，證明如下；

由已知對(duì)于任意實(shí)數(shù)x，y都有f（x+y）=f（x）+f（y）恒成立．

令x=y=0，得f（0+0）=f（0）+f（0），所以f（0）=0．

令y=-x，得f（x-x）=f（x）+f（-x）=0．

所以對(duì)于任意x，都有f（-x）=-f（x）．

所以f（x）是奇函數(shù)．

（2）設(shè)任意x1，x2且x1＜x2，則x2﹣x1＞0，由已知f（x2﹣x1）＜0，

又f（x2﹣x1）＝f（x2）+f（﹣x1）＝f（x2）﹣f（x1）＜0

得f（x2）＜f（x1），

根據(jù)函數(shù)單調(diào)性的定義知f（x）在（﹣∞，+∞） 上是減函數(shù)．

所以f（x）在[﹣2，5]上的最大值為f（﹣2）．

要使f（x）≤10恒成立，當(dāng)且僅當(dāng)f（﹣2）≤10，

又因?yàn)?/span>f（﹣2）＝﹣f（2）＝﹣f（1+1）＝﹣2f（1）

所以f（1）≥﹣5．

又x＞1，f（x）＜0，

所以f（1）∈[﹣5，0）．

（3）∵．，

∴f（ax2）-f（a2x）＞n2[f（x）-f（a）]．

所以f（ax2-a2x）＞n2f（x-a），

所以f（ax2-a2x）＞f[n2（x-a）]，

因?yàn)?/span>f（x）在（-∞，+∞）上是減函數(shù)，

所以ax2-a2x＜n2（x-a）．

即（x-a）（ax-n2）＜0，

因?yàn)?/span>a＜0，所以（x-a）（x）＞0．

討論：

①當(dāng)a＜＜0，即a＜-n時(shí)，原不等式的解集為{x|x＞或x＜a}；

②當(dāng)a=，即a=-n時(shí)，原不等式的解集為{x|x≠-n}；

③當(dāng)＜a＜0，即-n＜a＜0時(shí)，原不等式的解集為{x|x＞a或x＜}．