已知定义在R上的奇函数f(x),f(1)=2,对任意的x>0,f'(x)>2,则不等式f(x)>2x的解集为( )
A. (-∞,-1)∪(0,1)
B. (-1,0)∪(0,1)
C. (-∞,-1)∪(1,+∞)
D. (-1,0)∪(1,+∞)

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完整解法

1. 构造辅助函数并判断其在正半轴的单调性

令 g(x)=f(x)−2xg(x) = f(x) - 2x,对其求导得 g′(x)=f′(x)−2g'(x) = f'(x) - 2。
因为对任意的 x>0x > 0,都有 f′(x)>2f'(x) > 2,所以当 x>0x > 0 时, g′(x)=f′(x)−2>0g'(x) = f'(x) - 2 > 0。
因此,辅助函数 g(x)g(x) 在 (0,+∞)(0, +\infty) 上是单调递增的。

2. 确定 $g(1)$ 的值并解出正半轴上不等式的解集

因为 f(1)=2f(1) = 2,所以 g(1)=f(1)−2×1=2−2=0g(1) = f(1) - 2 \times 1 = 2 - 2 = 0。
由于 g(x)g(x) 在 (0,+∞)(0, +\infty) 上单调递增,且 g(1)=0g(1) = 0,
所以在 (0,+∞)(0, +\infty) 上,不等式 g(x)>0g(x) > 0 即 g(x)>g(1)g(x) > g(1) 的解集为 (1,+∞)(1, +\infty)。
即当 x>0x > 0 时,不等式 f(x)>2xf(x) > 2x 的解集为 (1,+∞)(1, +\infty)。

3. 分析 $g(x)$ 的奇偶性并求出负半轴上的解集

因为 f(x)f(x) 是定义在 R\mathbb{R} 上的奇函数,
所以 g(−x)=f(−x)−2(−x)=−f(x)+2x=−(f(x)−2x)=−g(x)g(-x) = f(-x) - 2(-x) = -f(x) + 2x = -(f(x) - 2x) = -g(x),
因此 g(x)g(x) 也是定义在 R\mathbb{R} 上的奇函数。
根据奇函数的对称性,其在对称区间 (−∞,0)(-\infty, 0) 与 (0,+∞)(0, +\infty) 上的单调性相同,故 g(x)g(x) 在 (−∞,0)(-\infty, 0) 上也是单调递增的。
又由 g(−1)=−g(1)=0g(-1) = -g(1) = 0,
所以在 (−∞,0)(-\infty, 0) 上,不等式 g(x)>0g(x) > 0 即 g(x)>g(−1)g(x) > g(-1) 的解集为 (−1,0)(-1, 0)。
即当 x<0x < 0 时,不等式 f(x)>2xf(x) > 2x 的解集为 (−1,0)(-1, 0)。
另外,当 x=0x = 0 时,由于 g(x)g(x) 为奇函数, g(0)=0g(0) = 0,不满足 g(x)>0g(x) > 0。

4. 综合两种情况得出最终解集

综上所述,不等式 f(x)>2xf(x) > 2x 的解集为 (−1,0)∪(1,+∞)(-1, 0) \cup (1, +\infty)。
故选:D。

答案

D

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