问题 解答题

设函数f(x)定义在R上,对于任意实数m、n,恒有f(m+n)=f(m)⋅f(n),且当x>0时,0<f(x)<1.

(1)求证:f(0)=1,且当x<0时,f(x)>1;

(2)设集合A={(x,y)|f(x2)⋅f(y2)>f(1)},B={(x,y)|f(ax-y+2)=1,a∈R},若A∩B=∅,求a的取值范围.

答案

(1)令m=1,n=0,得f(1)=f(1)•f(0)

又当x>0时,0<f(x)<1,所以f(0)=1

设x<0,则-x>0

令m=x,n=-x,则f(0)=f(x)•f(-x)

所以f(x)•f(-x)=1

又0<f(-x)<1,所以f(x)=

1
f(-x)
>1

(2)设x1、x2∈R,且x1<x2,则x2-x1>0

所以0<f(x2-x1)<1,从而f(x2)=f(x2-x1+x1)=f(x2-x1)•f(x1),

又由已知条件及(1)的结论知f(x)>0恒成立

所以

f(x2)
f(x1)
=f(x2-x1),所以0<
f(x2)
f(x1)
<1,

所以f(x2)<f(x1),故f(x)在R上是单调递减的.

由f(x2)•f(y2)>f(1)得:f(x2+y2)>f(1),

因为f(x)在R上单调递减,所以x2+y2<1,即A表示圆x2+y2=1的内部,

由f(ax-y+2)=1=f(0)得:ax-y+2=0

所以B表示直线ax-y+2=0,

所以A∩B=∅,所以直线与圆相切或相离,即

2
1+a2
≥1

解得:-

3
≤a≤
3

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