Question

已知函数的定义域为R，对任意的x₁，x₂都满足f（x₁+x₂）=f（x₁）+f（x₂），当x＞0时，f（x）＞0．
（I）试判断并证明f（x）的奇偶性；
（II）试判断并证明f（x）的单调性；
（III）若f(cos2θ-3)+f(4m-2mcosθ)＞0对所有的θ∈[0，

π

2

]均成立，求实数m 的取值范围．

Answer 1

分析：（I）先求得f（x），令x=y=0，有f（0）=0，再令x₁=x，x₂=-x，即f（-x）=-f（x），故f（x）为奇函数．
（II）在R上任取x₁＜x₂，则x₁-x₂＜0，再比较f（x₁）和f（x₂）的大小，从而得出：f（x）是增函数；
（III）根据f（x）为R上的增函数也是奇函数，f（cos2θ-3）+f（4m-2mcosθ）＞0对所有的θ均成立可转化成cos2θ-3＞2mcosθ-4m对所有的θ∈[0，

π

2

]均成立，然后利用分离法即可求出实数m的取值范围．对于任意x₁，x₂∈R，有f（x₁•x₂）=f（x₁）+f（x₂）．令x₁=x₂=1，可求f（1）；再赋值可求f（-1）=0，进而可求f（-1×x）=f（-x）=f（1）+f（x）=f（x），可得f（x）为偶函数；

解答：解：（I）∵f（x₁+x₂）=f（x₁）+f（x₂），令x₁=x₂=0得f（0）=0．
再令x₁=x，x₂=-x，则f（0）=f（x）+f（-x）=0，∴f（-x）=-f（x）．
∴f（x）为R上的奇函数．
（II）设x₁＜x₂，则x₂-x₁＞0，当x＞0时f（x）＞0．∴f（x₂-x₁）＞0
由f（x₂）-f（x₁）=f（x₂）+f（-x₁）=f（x₂-x₁）＞0，
∴f（x₂）＞f（x₁）
∴f（x）为R上的增函数．
（III）∵f（cos2θ-3）+f（4m-2mcosθ）＞0，∴f（cos2θ-3）＞-f（4m-2mcosθ）
∵f（x）为R上的奇函数，，即f（-x）=-f（x），∴f（cos2θ-3）＞f（2mcosθ-4m）
又∵f（x）为R上的增函数，cos2θ-3＞2mcosθ-4m对所有的θ∈[0，

π

2

]均成立，2cos²θ-4＞2m（cosθ-2）恒成立，
又∵cosθ-2＜0，
∴m＞

cos2θ-2

cosθ-2

恒成立，
又∵

cos2θ-2

cosθ-2

=

cos2θ-4+2

cosθ-2

=cosθ-2+

2

cosθ-2

+4，又θ∈[0，

π

2

]，
∴0≤cosθ≤1，∴cosθ-2＜0，
∴cosθ-2+

2

cosθ-2

+4≤4-4

2

当且仅当cosθ-2=

2

cosθ-2

即cosθ=2-

2

时取等号．
∴[

cos2θ-2

cosθ-2

]max=4-2

2

∴m＞4-2

2

．

点评：本小题主要考查函数单调性的应用、函数奇偶性的应用、不等式的解法等基础知识，考查运算求解能力，考查化归与转化思想．属于中档题．