设a,b∈R且a≠2,定义在区间(-b,b)内的函数f(x)=lg1+ax1+2x是奇函数.(1)求实数b的取值范围;(2)判断函数f(x)在区间(-b,b)上的单调性,并加以证明.

问题描述:

设a,b∈R且a≠2,定义在区间(-b,b)内的函数f(x)=lg

1+ax
1+2x
是奇函数.
(1)求实数b的取值范围;
(2)判断函数f(x)在区间(-b,b)上的单调性,并加以证明.

(1)依题意知:当x∈(-b,b)时,f(-x)=-f(x)恒成立,
即 lg

1-ax
1-2x
=-lg
1+ax
1+2x
恒成立,
 而lg
1-ax
1-2x
=-lg
1+ax
1+2x
1-ax
1-2x
=
1+2x
1+ax
a2x2=4x2a2=4⇒a=-2(2舍去)
1-ax
1-2x
>0

再由
1+2x
1-2x
>0
,解得 -
1
2
<x<
1
2

依题意知:(-b,b)⊆(-
1
2
1
2
)

0<b≤
1
2
b∈(0,
1
2
]

(2)函数f(x)在区间(-b,b)上单调递减.
由(1)知,f(x)=lg
1-2x
1+2x
 , x∈(-b,b)

∀x1,x2∈(-b,b),且-
1
2
≤-b<x1x2<b≤
1
2
,则0<1-2x2<1-2x1,0<1+2x1<1+2x2
从而 f(x2)-f(x1)=lg
1-2x2
1+2x2
-lg
1-2x1
1+2x1
=lg
(1-2x2)(1+2x1)
(1+2x2)(1-2x1)
<lg1=0
,)
∴f(x1)>f(x2),故函数f(x)在区间(-b,b)上单调递减.