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已知定義域為R的函數f(x)=
3x+b3x+a
是奇函數.
(1)求a,b的值;
(2)討論函數y=f(x)的單調性;
(3)若對任意的t∈[-3,3],不等式f(2t2+4t)+f(k-t2)<0恒成立,求實數k的取值范圍.
分析:此題考查的是函數的奇偶性和單調性問題.在解答時可以充分利用解析式的特點和性質.對(1)可以利用奇函數的定義將問題轉化為恒成立問題,利用對應系數相等獲得解答,也可一通過奇函數在原點有意義時,f(0)=0入手解答;
對(2)直接利用求導公式求導,分析導函數的特點即可獲得解答;
(3)可以首先將f(2t2+4t)+f(k-t2)<0結合奇偶性轉化為f(2t2+4t)<f(-k+t2),從而轉化出-k>t2+4t再結合t的范圍即可獲得解答.
解答:解:方法一:
(1)由定義在R上的函數f(x)=
3x+b
3x+a
是奇函數得對一切x∈R,f(x)+f(-x)=0恒成立
3x+b
3x+a
+
3-x+b
3-x+a
=0 即
3x+b
3x+a
+
b•3x+1
1+a•3x
=0
,
整理得(a+b)(3x2+(ab+1)3x+a+b=0對任意x∈R恒成立,
a+b=0
ab+1=0
,解得
a=1
b=-1
a=-1
b=1

又因為函數的定義域為R,故a=1,b=-1.
方法二:由題意可知f(0)=0,即1+b=0,b=-1,此時f(x)=
3x-1
3x+a

又由f(1)+f(-1)=0得a=1,此時f(x)=
3x-1
3x+1
,經檢驗滿足f(-x)=-f(x)符合題意.
(2)由f(x)=
3x-1
3x+1
f′(x)=
3xln3(3x+1)-(3x-1)3xln3
(3x+1)2
=
2•3xln3
(3x+1)2
>0
恒成立,
故函數y=f(x)在R上為增函數.
(3)函數y=f(x)為奇函數且在R上為增函數
由f(2t2+4t)+f(k-t2)<0得f(2t2+4t)<-f(k-t2)2t2+4t<t2-k(12分)-k>t2+4t=(t+2)2-4對一切x∈[-3,3]恒成立
所以-k>{(t+2)2-4}max,x∈[-3,3],-k>21,∴實數k的取值范圍是k<-21.
點評:本題考查的是函數的奇偶性和單調性問題.在解答的過程當中充分體現了恒成立思想、求導的思想以及問題轉化的思想.值得同學們體會和反思.
練習冊系列答案
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已知定義域為R的函數f(x)=
-2x+a2x+1
是奇函數
(1)求a值;
(2)判斷并證明該函數在定義域R上的單調性;
(3)若對任意的t∈R,不等式f(t2-2t)+f(2t2-k)<0恒成立,求實數k的取值范圍;
(4)設關于x的函數F(x)=f(4x-b)+f(-2x+1)有零點,求實數b的取值范圍.

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同步練習冊答案
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