设函数f(x)=x3+x,x∈R
(1)用单调性的定义证明f(x)是R上的增函数.
(2)设a,b,c∈R,a+b>0,b+c>0,c+a>0,求证:f(a)+f(b)+f(c)>0.
网友回答
解:(1)设任意实数x1、x2满足x1<x2,则
f(x1)-f(x2)=x13+x1-(x23+x2)
=(x13-x23)+(x1-x2)=(x1-x2)(x12+x1x2+x22)+(x1-x2)
=(x1-x2)(x12+x1x2+x22+1)=(x1-x2)[(x1+x2)2+x22+1]
∵x1<x2,(x1+x2)2+x22+1≥1>0
∴f(x1)-f(x2)<0得f(x1)<f(x2)
所以函数f(x)是R上的增函数.
(2)∵f(-x)=-x3-x=-(x3+x)=-f(x),
∴f(x)是R上的奇函数
∵a+b>0,得a>-b,且f(x)是R上的增函数,
∴f(a)>f(-b),可得f(a)>-f(b),即f(a)+f(b)>0
同理可得f(b)+f(c)>0,f(c)+f(a)>0
将以上三个不等式相加,可得2[f(a)+f(b)+f(c)]>0
∴f(a)+f(b)+f(c)>0,不等式成立
解析分析:(1)设R上任意实数x1、x2满足x1<x2,将f(x1)-f(x2)因式分解,得f(x1)-f(x2)=(x1-x2)[(x1+x2)2+x22+1]<0恒成立,因此得到函数f(x)是R上的增函数.(2)利用f(x)的单调性,证出f(a)>f(-b),结合函数f(x)是奇函数,可得f(a)>-f(b),即f(a)+f(b)>0,同理得到f(b)+f(c)>0,f(c)+f(a)>0,最后将所得三个不等式相加,即得f(a)+f(b)+f(c)>0.
点评:本题给出三次多项式函数为奇函数,求证函数的单调性并证明不等式恒成立,主要考查了函数的单调性和奇偶性、不等式的证明等知识,属于中档题.