问题
解答题
已知函数f(x)对任意的m,n∈R,都有f(m+n)=f(m)+f(n),并且x>0时恒有f(x)>0
(1)求证:f(x)在R上是增函数
(2)若f(k•3x)+f(3x-9x-2)<0对∀x∈R恒成立,求实数k的取值范围.
答案
(1)任取x1,x2,且x1<x2,
由f(m+n)=f(m)+f(n),得f(m+n)-f(n)=f(m),
所以f(x2)-f(x1)=f(x2-x1),
又x>0时恒有f(x)>0,且x2-x1>0,
所以f(x2-x1)>0,即f(x2)-f(x1)>0,所以f(x2)>f(x1),
故f(x)在R上为增函数;
(2)令m=n=0,则由f(m+n)=f(m)+f(n),得f(0)=f(0)+f(0),所以f(0)=0,
f(k•3x)+f(3x-9x-2)<0⇒f[(k•3x)+(3x-9x-2)]<f(0),
由(1)知f(x)为增函数,所以(k•3x)+(3x-9x-2)<0,即(k+1)•3x-9x-2<0,也即(k+1)<3x+
,2 3x
所以f(k•3x)+f(3x-9x-2)<0对∀x∈R恒成立,等价于(k+1)<3x+
恒成立,2 3x
又3x+
≥22 3x
=23x• 2 3x
,当且仅当3x=2
,即x=log32 3x
时取得等号,2
所以k+1<2
,即k<22
-1,2
故实数k的取值范围为:k<2
-1.2