设函数f(x)=x|x-a|+b
(1)求证:f(x)为奇函数的充要条件是a2+b2=0.
(2)设常数b<2-3,且对任意x∈[0,1],f(x)<0恒成立,求实数a的取值范围.
网友回答
解:(1)充分性:若a2+b2=0∴a=b=0
∴f(x)=x|x|对任意的x∈R都有f(-x)+f(x)=0
∴f(x)为奇函数,故充分性成立.(2分)
必要性:若f(x)为奇函数
则对任意的x∈R都有f(-x)+f(x)=0恒成立,
即-x|-x-a|+b+x|x-a|+b=0
令x=0,得b=0;令x=a,得a=0.∴a2+b2=0(6分)
(2)由b<2-3<0,当x=0时a取任意实数不等式恒成立
当0<x≤1时f(x)<0恒成立,也即x+<a<x-恒成立
令g(x)=x+在0<x≤1上单调递增,∴a>gmax(x)=g(1)=1+b(10分)
令h(x)=x-,则h(x)在(0,]上单调递减,[,+∞)单调递增
1°当b<-1时h(x)=x-在0<x≤1上单调递减
∴a<hmin(x)=h(1)=1-b.∴1+b<a<1-b.(12分)
2°当-1≤b<2-3时,h(x)=x-≥2,
∴a<hmin(x)=2,∴1+b<a<2.(14分)
解析分析:(1)欲证f(x)为奇函数的充要条件是a2+b2=0,须证两个方面:①充分性:若a2+b2=0?f(x)为奇函数,②必要性:若f(x)为奇函数?a2+b2=0.(2)分类讨论:①当x=0时a取任意实数不等式恒成立;②当0<x≤1时f(x)<0恒成立,再转化为x+<a<x-恒成立问题,下面利用函数g(x)=x+的最值即可求得实数a的取值范围.
点评:本小题主要考查充要条件、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,化归与转化思想.属于基础题.如果能从命题p推出命题q,且能从命题q推出命题p,那么 条件q与条件p互为充分必要条件,简称充要条件.