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已知定义域为R的函数f(x)=(-2的x次方+a/2的x次方+1)是奇函数

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/01 20:30:13
已知定义域为R的函数f(x)=(-2的x次方+a/2的x次方+1)是奇函数
(1)求a的值
(2)判断并证明该函数在定义域R上的单调性
(3)若对任意的t∈R,不等式f(t²-2t)+f(2t²-k)
∵f(x) = { -2^x + b } / { 2^(x+1) + a } 是奇函数∴f(0) = 0,且f(-x)=-f(x)
根据f(0)= 0,{-2^0 + b } / { 2^(0+1) + a},{-1+b} / {2+a},∴b=1,且a≠-2
根据f(-x)=-f(x)
{ -2^(-x)+1} / { 2^(-x+1)+a } = - { -2^x+1} / {2^(x+1)+a }
左边分子分母同乘以2^x:
{ -1+2^x } / { 2+a * 2^x } = { 2^x-1} / { 2^(x+1)+a}
{ -1+ 2^x} * {2^(x+1)+a} = {2+a * 2^x} * {2^x-1}
-2^(x+1) - a + 2^x * 2^(x+1) + a * 2^x = 2 * 2^x - 2 + a * 2^x * 2^x - a * 2^x
-2 * 2^x - a + 2 * 2^(2x) + a * 2^x = 2 * 2^x - 2 + a * 2^(2x) - a * 2^x
(2-a) * 2^(2x) - (2-a) * 2^x + (2-a) = 0
(2-a) * { 2^(2x) - 2^x + 1 } = 0
(2-a) * { (2^x - 1/2)^2 +3/4 } = 0
∵(2^x - 1/2)^2 +3/4 > 0
∴2-a=0
∴a=2
∴f(x) = { -2^x + 1 } / { 2^(x+1) + 2 }
= -(2^x - 1) / (2 * 2^x + 2)
= -1/2 (2^x - 1) / (2^x + 1)
= -1/2 (2^x + 1 - 2) / (2^x + 1)
= -1/2 + 1 / (2^x + 1)
∵2^x在定义域上单调增;∴2^x + 1单调增;∴1 / (2^x + 1)单调减;∴ -1/2 + 1 / (2^x + 1)单调减
∴f(x)在定义域上单调减.
f(t^2-2t) + f(2t^2-k) < 0
-1/2 + 1 / {2^(t^2-2t) + 1} -1/2 + 1 / {2^(t^2-k) + 1} < 0
-1 + 1 / {2^(t^2-2t) + 1} + 1 / {2^(t^2-k) + 1} < 0
∵2^(t^2-2t) + 1>1, 2^(t^2-k) + 1 >1
∴两边同乘以 {2^(t^2-2t) + 1} {2^(t^2-k) + 1}不等式不变号
∴- {2^(t^2-2t) + 1} {2^(t^2-k) + 1} + {2^(t^2-k) + 1} + {2^(t^2-2t) +1} < 0
- 2^(t^2-2t) * 2^(t^2-k) - 2^(t^2-2t) - 1 - 2^(t^2-k)+ 2^(t^2-k) + 1 + 2^(t^2-2t) +1 < 0
- 2^(t^2-2t) * 2^(t^2-k) +1 < 0
2^(t^2-2t+t^2-k) >1
2(2t^2-2t-k) > 1
2t^2 - 2t - k > 0
f(t) = 2t^2 - 2t - k 开口向上,必须判别式<0时才能与x轴无交点,f(t)=2t^2 - 2t - k 恒大于0
∴△ = (-2)^2-4*2*(-k) < 0
4+8k<0
k<-1/2