Question

1．已知定义在R上的函数f（x）对任意实数x，y，恒有f（x）+f（y）=f（x+y），且当x＞0时，f（x）＜0，又f（1）=-$\frac{2}{3}$．
（1）求证：f（x）为奇函数；
（2）求证：f（x）在R上是减函数；
（3）求不等式f（2x）+f（x²-2）＜-4的解集．

Answer 1

分析 （1）分别取x=y=0，和y=-x可得f（0）=0，进而可得f（-x）=-f（x），可判f（x）为奇函数；
（2）任取x₁，x₂∈R，且x₁＜x₂，可得f（x₂）-f（x₁）=f（x₂）+f（-x₁）=f（x₂-x₁），结合已知可判f（x₂）-f（x₁）＜0，可得单调性；
（3）先利用恒等式对所给的不等式进行化简，再利用函数的单调性即可解出不等式的解集．

解答 解：（1）由题意结合x，y的任意性，
取x=y=0，可得f（0）+f（0）=f（0），解得f（0）=0，
取y=-x，可得f（x）+f（-x）=f（0）=0，即f（-x）=-f（x）
故f（x）为奇函数；
（2）任取x₁，x₂∈R，且x₁＜x₂，
则f（x₂）-f（x₁）=f（x₂）+f（-x₁）=f（x₂-x₁）
∵x₁＜x₂，∴x₂-x₁＞0，∴f（x₂-x₁）＜0
∴f（x₂）-f（x₁）＜0，f（x₂）＜f（x₁），
故函数f（x）在R上为减函数；
（3）取x=y=1，可得f（1）+f（1）=f（2）=2f（1）=-$\frac{4}{3}$，
取x=1，y=2可得f（1）+f（2）=f（3）=-$\frac{2}{3}$-$\frac{4}{3}$=-2，
取x=y=3，可得f（6）=f（3）+f（3）=-4，
∵f（2x）+f（x²-2）＜-4，
∴f（2x+x²-2）＜f（6），
∵函数f（x）在R上为减函数，
∴2x+x²-2＞6，
解得x＜-4或x＞2，
∴原不等式的解集为（-∞，-4）∪（2，+∞）．

点评 本题考查函数奇偶性与单调性的证明及综合利用此两性质解抽象不等式，考查了推理判断能力及运算能力，综合性较强