设函数f(x)对于任意x,y∈R,都有f(x+y)=f(x)+f(y),且x>0时f(x)<0,f(1)=-2.(1)求f(0);(2)证明f(x)是奇函数;(


    题型: 解答题 难度: 一般
    设函数f(x)对于任意x,y∈R,都有f(x+y)=f(x)+f(y),且x>0时f(x)<0,f(1)=-2.
    (1)求f(0);
    (2)证明f(x)是奇函数;
    (3)试问在x∈[-3,3]时f(x)是否有最大、最小值?如果有,请求出来,如果没有,说明理由;
    (4)解不等式
1
2
f(x2)-f(x)>
1
2
f(3x).
    答案
    证明:(1)由f(x+y)=f(x)+f(y),
    得f[x+(-x)]=f(x)+f(-x),
    ∴f(x)+f(-x)=f(0).
    又f(0+0)=f(0)+f(0),∴f(0)=0.
    (2)从而有f(x)+f(-x)=0.∴f(-x)=-f(x).
    ∴f(x)是奇函数.
    (3)任取x1、x2∈R,且x1<x2,
    则f(x1)-f(x2)=f(x1)-f[x1+(x2-x1)]=f(x1)-[f(x1)+f(x2-x1)]=-f(x2-x1).
    由x1<x2,∴x2-x1>0.∴f(x2-x1)<0.
    ∴-f(x2-x1)>0,即f(x1)>f(x2),
    从而f(x)在R上是减函数.
    由于f(x)在R上是减函数,
    故f(x)在[-3,3]上的最大值是f(-3),
    最小值为f(3).由f(1)=-2,
    得f(3)=f(1+2)=f(1)+f(2)
    =f(1)+f(1+1)=f(1)+f(1)+f(1)=3f(1)
    =3×(-2)=-6,f(-3)=-f(3)=6.
    ∴最大值为6,最小值为-6.
    (4)由
1
2
f(x2)-f(x)>
1
2
f(3x),f
    (x2)-f(3x)>2f(x),
    由已知得:f[2(x)]=2f(x)∴f(x2-3x)>f(2x),
    由(2)中的单调性转化为x2-3x<2x.即x2-5x<0,
    ∴x∈(0,5).
    

Q:这道题的题型和难度如何?
A:题型是解答题,难度一般。
Q:已知函数\(f(x)\)满足什么条件?
A:对于任意\(x,y\in R\),都有\(f(x + y)=f(x)+f(y)\),且\(x\gt0\)时\(f(x)\lt0\),\(f(1)= -2\)。
Q:如何求\(f(0)\)?
A:由\(f(x + y)=f(x)+f(y)\),令\(x=y=0\),得\(f(0 + 0)=f(0)+f(0)\),所以\(f(0)=0\)。
Q:怎样证明\(f(x)\)是奇函数?
A:由\(f(x + y)=f(x)+f(y)\),令\(y=-x\),得\(f(x)+f(-x)=f(0)=0\),即\(f(-x)= -f(x)\),所以\(f(x)\)是奇函数。
Q:如何判断\(f(x)\)的单调性?
A:任取\(x_1、x_2\in R\),且\(x_1\lt x_2\),则\(f(x_1)-f(x_2)= -f(x_2 - x_1)\)。因为\(x_2 - x_1\gt0\),\(f(x_2 - x_1)\lt0\),所以\(-f(x_2 - x_1)\gt0\),即\(f(x_1)\gt f(x_2)\),所以\(f(x)\)在\(R\)上是减函数。
Q:在\(x\in[-3,3]\)时\(f(x)\)的最大、最小值分别是多少?
A:\(f(x)\)在\(R\)上是减函数,所以在\([-3,3]\)上最大值是\(f(-3)=6\),最小值是\(f(3)= -6\)。
Q:\(f(3)\)的值是如何计算的?
A:\(f(3)=f(1 + 2)=f(1)+f(2)=f(1)+f(1 + 1)=f(1)+f(1)+f(1)=3f(1)=3×(-2)= -6\)。
Q:\(f(-3)\)的值是如何得到的?
A:因为\(f(x)\)是奇函数,所以\(f(-3)= -f(3)=6\)。
Q:不等式\(\frac{1}{2}f(x^2)-f(x)\gt\frac{1}{2}f(3x)\)如何求解?
A:先将不等式变形为\(f(x^2)-f(3x)\gt2f(x)\),由已知\(f[2(x)] = 2f(x)\),所以\(f(x^2 - 3x)\gt f(2x)\)。因为\(f(x)\)是减函数,所以\(x^2 - 3x\lt2x\),即\(x^2 - 5x\lt0\),解得\(x\in(0,5)\)。
Q:这道题主要考查了函数的哪些性质?
A:主要考查了函数的赋值法求函数值、奇函数的证明、单调性的判断以及利用单调性解不等式等性质。

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