问题 解答题
已知函数f(x)(x∈R,且x>0),对于定义域内任意x、y恒有f(xy)=f(x)+f(y),并且x>1时,f(x)>0恒成立.
(1)求f(1);   
(2)证明方程f(x)=0有且仅有一个实根;
(3)若x∈[1,+∞)时,不等式f(
x2+2x+a
x
)>0恒成立,求实数a的取值范围.
答案

(1)∵定义域内任意x、y恒有f(xy)=f(x)+f(y),

令x=y=1,

∴f(1)=2f(1),

∴f(1)=0;(2分)

证明:(2)任取0<x1<x2,则

x2
x1
>1,则题意得f(
x2
x1
)>0

又定义域内任意x、y恒有f(xy)=f(x)+f(y),∴f(xy)-f(y)=f(x),

∴f(x2)-f(x1)=f(

x2
x1
)>0

∴f(x2)>f(x1

∴函数f(x)在其定义域内为增函数,由(1)和f(1)=0,

所以1为方程f(x)=0的一个实根,若还存在一个x0,且x0>0,使得f(x0)=0,

因为函数f(x)在其定义域内为增函数,必有x0=1,故方程f(x)=0有且仅有一个实根;(8分)

(3)由(2)知函数f(x)在其定义域内为增函数

当x∈[1,+∞)时,不等式f(

x2+2x+a
x
)>0=f(1)恒成立,即
x2+2x+a
x
>1恒成立

即x2+2x+a>x,即a>-x2-x在x∈[1,+∞)时恒成立

∵-x2-x在x∈[1,+∞)时最大值为-2

∴a>-2(14分)

解答题
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