定义在[-1，1]上的奇函数f（x）满足f（1）=2，且当a，b∈[-1，1]，a+b≠0时，有f(a)+f(b)a+b＞0．（1）试问函数f（x）的图象上是否存在两个不同的点A，B，使直线AB恰好与y轴垂直，若存在，求出A

Question

定义在[-1，1]上的奇函数f（x）满足f（1）=2，且当a，b∈[-1，1]，a+b≠0时，有(f(a)+f(b))/(a+b)＞0．
（1）试问函数f（x）的图象上是否存在两个不同的点A，B，使直线AB恰好与y轴垂直，若存在，求出A，B两点的坐标；若不存在，请说明理由并加以证明．
（2）若(1)/(2)f（x）≤m²+2am+1对所有x∈[-1，1]，a∈[-1，1]恒成立，求实数m的取值范围．

Answer 1

（1）假设函数f（x）的图象上存在两个不同的点A，B，使直线AB恰好与y轴垂直，
则A、B两点的纵坐标相同，设它们的横坐标分别为 x₁ 和x₂，且x₁＜x₂．
则f（x₁）-f（x₂）=f（x₁ ）+f（-x₂）=(f(x1)+f(−x2))/(x1+(−x2))[x₁+（-x₂）]．
由于 (f(x1)+f(−x2))/(x1+(−x2))＞0，且[x₁+（-x₂）]＜0，∴f（x₁）-f（x₂）＜0，
故函数f（x）在[-1，1]上是增函数．
这与假设矛盾，故假设不成立，即 函数f（x）的图象上不存在两个不同的点A，B，使直线AB恰好与y轴垂直．
（2）由于 (1)/(2)f(x)≤m2+2am+1对所有x∈[-1，1]，a∈[-1，1]恒成立，
∴故函数f（x）的最大值小于或等于2（m²+2am+1）．
由于由（1）可得，函数f（x）是[-1，1]的增函数，故函数f（x）的最大值为f（1）=2，
∴2（m²+2am+1）≥2，即 m²+2am≥0．
令关于a的一次函数g（a）=m²+2am，则有

g(−1)＝m2−2m≥0

g(1)＝ m2+2m≥0

，
解得 m≤-2，或m≥2，或 m=0，故所求的m的范围是{m|m≤-2，或m≥2，或 m=0}．