Question

已知函数（a∈R）．
（1）试判断f（x）的单调性，并证明你的结论；
（2）若f（x）为定义域上的奇函数，
①求函数f（x）的值域；
②求满足f（ax）＜f（2a-x²）的x的取值范围．

Answer

（1）函数f（x）为定义域（-∞，+∞），且，任取x1，x2∈（-∞，+∞），且x1＜x2，推导出f（x2）-f（x1）＞0，由此得到f（x）在（-∞，+∞）上的单调增函数．
（2）由f（x）是定义域上的奇函数，知对任意实数x恒成立，由此能够求出函数f（x）的值域和满足f（ax）＜f（2a-x2）的x的取值范围．
（本小题满分16分）
【解析】
（1）函数f（x）为定义域（-∞，+∞），
且，
任取x1，x2∈（-∞，+∞），且x1＜x2
则…（3分）
∵y=2x在R上单调递增，且x1＜x2
∴，，，，
∴f（x2）-f（x1）＞0，
即f（x2）＞f（x1），
∴f（x）在（-∞，+∞）上的单调增函数．…（5分）
（2）∵f（x）是定义域上的奇函数，∴f（-x）=-f（x），
即对任意实数x恒成立，
化简得，
∴2a-2=0，即a=1，…（8分）
（注：直接由f（0）=0得a=1而不检验扣2分）
①由a=1得，
∵2x+1＞1，∴，…（10分）
∴，∴
故函数f（x）的值域为（-1，1）．…（12分）
②由a=1，得f（x）＜f（2-x2），
∵f（x）在（-∞，+∞）上单调递增，∴x＜2-x2，…（14分）
解得-2＜x＜1，
故x的取值范围为（-2，1）．…（16分）