第1章 · 第1-1-7题

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📝 题目

7.设 $f(x)$ 为定义在 $(-l, l)$ 内的奇函数,若 $f(x)$ 在 $(0, l)$ 内单调增加,证明 $f(x)$ 在 $(-l, 0)$ 内也单调增加.

💡 答案与解析

[AI解答]

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**题目**:设 $ f(x) $ 为定义在 $ (-l, l) $ 内的奇函数,若 $ f(x) $ 在 $ (0, l) $ 内单调增加,证明 $ f(x) $ 在 $ (-l, 0) $ 内也单调增加。

**证明**:

由奇函数的定义,对任意 $ x \in (-l, l) $,有 $$ f(-x) = -f(x). $$

现取任意两点 $ x_1, x_2 \in (-l, 0) $,且设 $ x_1 < x_2 $。 由于 $ x_1, x_2 $ 均为负数,则 $$ -x_1 > -x_2 > 0, $$ 且 $ -x_1, -x_2 \in (0, l) $。

已知 $ f(x) $ 在 $ (0, l) $ 内单调增加,因此有 $$ f(-x_1) > f(-x_2). $$

利用奇函数性质: $$ f(-x_1) = -f(x_1), \quad f(-x_2) = -f(x_2). $$ 代入不等式得 $$ - f(x_1) > - f(x_2). $$

两边同时乘以 $-1$(注意不等号方向改变),得到 $$ f(x_1) < f(x_2). $$

这说明在区间 $ (-l, 0) $ 内,当 $ x_1 < x_2 $ 时,有 $ f(x_1) < f(x_2) $,即 $ f(x) $ 在 $ (-l, 0) $ 内也单调增加。

证毕。