已知定义在R上的函数f(x)=a−12x+1是奇函数,其中a为实数.(1)求a的值;  (2)判断函数f(x)在其定义域上的单调性并证明;(3)当m+n≠0时,证明f(m)+f(n)m+n>f(0).

问题描述:

已知定义在R上的函数f(x)=a−

1
2x+1
是奇函数,其中a为实数.
(1)求a的值;  
(2)判断函数f(x)在其定义域上的单调性并证明;
(3)当m+n≠0时,证明
f(m)+f(n)
m+n
>f(0)

(1)∵定义在R上的函数f(x)=a−

1
2x+1
是奇函数,
∴f(0)=a-
1
2
=0,∴a=
1

(2)由(1)可得,f(x)=
1
2
-
1
2x+1
,它在定义域R上是增函数.
证明:设x1<x2
∵f(x1)-f(x2)=
1
2x2+1
-
1
2x1+1
=
2x12x2
(2x1+1)(2 x2+1)

由题设可得0<2x12x22x1-2x2<0,
2x12x2
(2x1+1)(2 x2+1)
<0,故函数f(x)在R上是增函数.
(3)由于函数f(x)在R上是增函数,
故函数表示的曲线上任意两点连线的斜率大于零,
故当m≠n时,
f(m)−f(n)
m−n
>0,
换元可得
f(m)−f(−n)
m−(−n)
>0=f(0),
f(m)+f(n)
m+n
>f(0)

∴要证的不等式成立.
答案解析:(1)根据f(0)=0,求得a的值.
(2)由(1)可得f(x)的解析式,根据解析式可得它在定义域R上是增函数,再利用函数的单调性的定义进行证明.
(3)由于函数f(x)在R上是增函数,故函数表示的曲线上任意两点连线的斜率大于零,故当m≠n时,
f(m)−f(n)
m−n
>0,换元可得
f(m)−f(−n)
m−(−n)
>0=f(0),化简可得不等式成立.
考试点:奇偶性与单调性的综合.
知识点:本题主要考查函数的奇偶性、单调性的判断和证明,奇函数的性质,属于中档题.