已知定义在(-∞,-1)∪(1,+∞)上的奇函数满足:①f(3)=1;②对任意的x>2均有f(x)>0;③对任意的x>0,y>0,均有f(x+1)+f(y+1)=f(xy+1).(1)求f(2)的值.

题目简介

已知定义在(-∞,-1)∪(1,+∞)上的奇函数满足:①f(3)=1;②对任意的x>2均有f(x)>0;③对任意的x>0,y>0,均有f(x+1)+f(y+1)=f(xy+1).(1)求f(2)的值.

题目详情

已知定义在(-∞,-1)∪(1,+∞)上的奇函数满足:①f(3)=1;②对任意的x>2均有f(x)>0;③对任意的x>0,y>0,均有f(x+1)+f(y+1)=f(xy+1).
(1)求f(2)的值.
(2)是否存在实数a,使得f(cos2θ+asinθ)<3对任意的θ∈(0,π)恒成立?若存在,求出a的范围;若不存在,请说明理由.
题型:解答题难度:中档来源:不详

答案

(1)令x=y=1,得f(2)=0;
(2)先证明f(x)在(1,+∞)是增函数.
任取x1>1,x2>1,且x2>x1
则有f(x1)+f(
x2-1
x1-1
+1)
=f(x1-1+1)+f(
x2-1
x1-1
+1)
=f((x1-1)
x2-1
x1-1
+1)
=f(x2).
x2-1
x1-1
+1>1+1=2

所以f(x1)<f(x2),即f(x)在(1,+∞)是增函数.
又因为f(x)是奇函数,
∴f(x)在(-∞,-1)上是增函数.
令x=y=2  有f(5)=2;
令x=2,y=4  有f(9)=3.
f(8+1)+f(class="stub"1
8
+1)=f(8class="stub"1
8
+1)=0

f(-class="stub"9
8
)=3

则f(x)<3的解集为(-∞,-class="stub"9
8
)∪(1,9)

于是问题等价于是否存在实数a,使cos2θ+asinθ<-class="stub"9
8
或1<cos2θ+asinθ<9对任意的θ∈(0,π)恒成立,
令t=sinθ,则t∈(0,1]
对于cos2θ+asinθ<-class="stub"9
8
恒成立化为t2-at-class="stub"17
8
>0
,在t∈(0,1]上恒成立.
a<t-class="stub"17
8t
在t∈(0,1]上恒成立.
而t→0时,t-class="stub"17
8t
→-∞
,故不存在存在实数a,使cos2θ+asinθ<-class="stub"9
8
恒成立.
1<cos2θ+asinθ<9对任意的θ∈(0,π)恒成立等价于
t2-at+8>0
t2-at<0
在t∈(0,1]上恒成立.
t2-at+8>0,t∈(0,1]⇔a<t+class="stub"8
t

易得a<9.而t2-at<0知a>t所以a>1.
综合以上有当1<a<9使得f(cos2θ+asinθ)<3对任意的θ∈(0,π)恒成立

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