每日一题[525]蝉蜕

已知定义域为$\mathcal R$的函数$f(x)=\dfrac{2^x+b}{2^{x+1}+a}$是奇函数,求$a,b$的值.


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解法一    根据奇函数的定义,有$$\forall x\in \mathcal R,f(x)+f(-x)=0,$$即$$\forall x\in\mathcal R,\dfrac{2^x+b}{2^{x+1}+a}+\dfrac{2^{-x}+b}{2^{-x+1}+a}=0,$$也即$$\forall x\in\mathcal R,(a+2b)\left(2^x+2^{-x}\right)+2ab+4=0,$$于是$$\begin{cases} a+2b=0,\\ 2ab+4=0,\end{cases} $$解得$a=2$,$b=-1$.

回顾解法,感觉该解法笨重,考虑利用特殊点代替一般情形,这样就得到下面的解法:

解法二    由于对任意实数$x$,均有$f(x)+f(-x)=0$,因此$$\begin{cases} f(0)=0,\\ f(1)+f(-1)=0.\end{cases} $$由第一个方程可得$b=-1$,代入第二个方程有$$\dfrac{1}{a+4}-\dfrac{1}{2a+2}=0,$$解得$a=2$.

回顾解法,想一想,还有没有比$f(1),f(-1)$更好计算的函数值呢?

解法三    在令$x=0$得到$b=-1$后,考虑到$$\lim_{x\to +\infty}f(x)=\dfrac 12,\lim_{x\to -\infty}f(x)=-\dfrac 1a,$$因此$a=2$,如图.

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