定义在D={x∈R|x≠0}上的函数f(x)满足两个条件:①对于任意x、y∈D,都有f(x)f(y)-f(xy)=
(Ⅰ)求过点(-1,
(Ⅱ)当x∈(0,+∞),n∈N+时,求证:fn(x)-f(xn)≥2n-2. |
(Ⅰ)令x=y=1得,f2(1)-f(1)=2,解得f(1)=-1或f(1)=2.
当f(1)=-1时,令y=1得,f(x)=-
,即f(x)=-x2+1 2x
(x+1 2
),1 x
f′(x)=-
(1-1 2
),1 x2
由f′(x)=-1得,x2=-1,此方程在D上无解,这说明曲线y=f(x)不存在与直线x+y+1=0平行的切线,不合题意,
则f(1)=2,此时,令y=1得,f(x)=
=x+x2+1 x
,f′(x)=1-1 x
,1 x2
由f′(x)=-1得,x2=
,此方程在D上有解,符合题意.1 2
设过点(-1,
)的切线切曲线y=f(x)于(x0,x0+1 4
),则切线的斜率为1-1 x0
,1 x02
其方程为y-x0-
=(1-1 x0
)(x-x0),把点(-1,1 x02
)的坐标代入整理得,1 4
5x02-8x0-4=0,解得x0=-
或x0=2,2 5
把x0=-
或x0=2分别代入上述方程得所求的切线方程是:y=-2 5
x-5和y=21 4
x+1,3 4
即21x+4y+20=0和3x-4y+4=0.
(Ⅱ)由(Ⅰ)知f(x)=x+
,当n∈N*时,1 x
fn(x)-f(xn)=(x+
)n-(xn+1 x
)1 xn
=
xn-1•C 1n
+1 x
xn-2•C 2n
+…+1 x2
x2•C n-2n
+1 xn-2
x•C n-1n 1 xn-1
=
xn-2+C 1n
xn-4+…+C 2n C n-2n
+1 xn-4 C n-1n
,1 xn-2
由x∈(0,+∞),n∈N*知,xn∈(0,+∞),那么
2(fn(x)-f(xn))=
xn-2+C 1n
xn-4+…+C 2n C n-2n
+1 xn-4 C n-1n 1 xn-2
+C n-1n
+1 xn-2 C n-2n
+…+1 xn-4
xn-4+C 2n
xn-2C 1n
=
xn-2+C 1n
xn-4+…+C 2n C n-2n
+1 xn-4 C n-1n 1 xn-2
+C 1n
+1 xn-2 C 2n
+…+1 xn-4
xn-4+C n-2n
xn-2C n-1n
=
(xn-2+C 1n
)+1 xn-2
(xn-4+C 2n
)+…+1 xn-4
(xn-2+C n-1n
)1 xn-2
≥2
+2C 1n
+…+2C 2n
)C n-1n
=2(
+C 1n
+…+C 2n
)C n-1n
=2[(
+C 0n
+C 1n
+…+C 2n
+C n-1n
)-C nn
-C 0n
)]C nn
=2(2n-2)
所以fn(x)-f(xn)≥2n-2.