已知定义域为R的函数f(x)=−2x+b2x+1+2是奇函数.(1)求b的值;(2)用定义法证明函数f(x)在R上是减函数;(3)若对任意的t∈R,不等式f(t2-2t)+f(2t2-k)<0恒成立,求k的取值范围.

问题描述:

已知定义域为R的函数f(x)=

2x+b
2x+1+2
是奇函数.
(1)求b的值;
(2)用定义法证明函数f(x)在R上是减函数;
(3)若对任意的t∈R,不等式f(t2-2t)+f(2t2-k)<0恒成立,求k的取值范围.

(1)∵定义域为R的函数f(x)=

2x+b
2x+1+2
是奇函数.
∴f(0)=
−1+b
4
=0,解得b=1.
(2)由(1)可得:f(x)=
2x+1
2x+1+2
=
1
2x+1
1
2

∀x1<x2,则2x22x1>0,
∴f(x1)-f(x2)=
1
2x1+1
1
2
−(
1
2x2+1
1
2
)
=
2x22x1
(2x1+1)(2x2+1)
>0,
∴f(x1)>f(x2).
∴函数f(x)在R上是减函数.
(3)∵函数f(x)是R上的奇函数,对任意的t∈R,不等式f(t2-2t)+f(2t2-k)<0恒成立,
∴f(t2-2t)<-f(2t2-k)=f(k-2t2),
∵函数f(x)在R上是减函数,
∴t2-2t>k-2t2
∴k<3t2-2t=3(t−
1
3
)2
1
3
,任意的t∈R恒成立.
∴k<−
1
3

因此k的取值范围是k<−
1
3

答案解析:(1)利用f(0)=0即可解出;
(2)利用减函数的定义即可证明;
(3)利用函数的奇偶性、单调性即可解出.
考试点:函数奇偶性的性质;函数单调性的判断与证明.
知识点:本题考查了函数的奇偶性、单调性,考查了计算能力,属于基础题.