已知函数f(x)=x|x+m|+n,其中m,n∈R.
(Ⅰ)求证:m2+n2=0是f(x)是奇函数的充要条件;
(Ⅱ)若常数n=-4且f(x)<0对任意x∈[0,1]恒成立,求m的取值范围.
网友回答
解(I)充分性:若m2+n2=0,则m=n=0,∴f(x)=x|x|,
又有f(-x)=-x|-x|=-x|x|=-f(x),∴f(x)为奇函数.
必要性:若f(x)为奇函数,∵x∈R,
∴f(0)=0,即n=0,∴f(x)=x|x+m|
由f(1)=-f(-1),有|m+1|=|m-1|,∴m=0.
∴f(x)为奇函数,则m=n=0,即m2+n2=0.
∴m2+n2=0是f(x)为奇函数的充要条件.
(Ⅱ)若x=0时,m∈R,f(x)<0恒成立;
若x∈(0,1]时,原不等式可变形为.即.
∴只需对x∈(0,1],满足
对①式在(0,1]上单调递减.
∴m<f1(1)=3.③
对②式,设,根据单调函数的定义可证明f2(x)在(0,1]上单调递增,
∴f2(x)max=f(1).
∴m>f2(1)=-5.④
由③④知-5<m<3.
解析分析:(Ⅰ)先证明充分性,即m2+n2=0?f(x)是奇函数,再证明必要性,即f(x)是奇函数?m2+n2=0,可用其对称性,由特殊值代入法进行证明
(Ⅱ)解决不等式恒成立问题的常用方法是参变分离求最值,先讨论x=0的情况,在x≠0的条件下实现参变分离,分别求最值即可
点评:本题考查了函数奇偶性的定义,充要条件的证明,不等式恒成立问题的解法,解题时要规范解题,善于总结,缜密思维,准确作答