问题 解答题

设f(x)是定义在R上的函数,对任意实数m、n,都有f(m)•f(n)=f(m+n),且当x<0时,f(x)>1.

(1)证明:①f(0)=1;②当x>0时,0<f(x)<1;③f(x)是R上的减函数;

(2)设a∈R,试解关于x的不等式f(x2-3ax+1)•f(-3x+6a+1)≥1.

答案

(1)①证明:在f(m)•f(n)=f(m+n)中,

令m=n=0

得f(0)•f(0)=f(0+0)即f(0)=f(0)•f(0).

∴f(0)=0或f(0)=1,

若f(0)=0,则当x<0时,

有f(x)=f(x+0)=f(x)•f(0)=0,

与题设矛盾,

∴f(0)=1.

②当x>0时,-x<0,由已知得f(-x)>1,

又f(0)=f[x+(-x)]=f(x)•f(-x)=1,f(-x)>1,

∴0<f(x)=

f(0)
f(-x)
<1,即x>0时,0<f(x)<1.

③任取x1<x2,则f(x1)=f(x1-x2+x2)=f(x1-x2)•f(x2),

∵x1-x2<0,

∴f(x1-x2)>1,又由(1)(2)及已知条件知f(x2)>0,

∴f(x1-x2)=

f(x1)
f(x2)
>1

∴f(x1)>f(x2),

∴y=f(x)在定义域R上为减函数.

(2)f(x2-3ax+1)•f(-3x+6a+1)=f(x2-3ax+1-3x+6a+1)=f[x2-3(a+1)x+2(3a+1)]

又f(0)=1,f(x)在R上单调递减,

∴原不等式等价于x2-3(a+1)x+2(3a+1)≤0

不等式可化为(x-2)[x-(3a+1)]≤0

当2<3a+1,即a>

1
3
时,不等式的解集为{x|2≤x≤3a+1};

当2=3a+1,即a=

1
3
时,(x-2)2≤0,不等式的解集为{2};

当2>3a+1,即a<

1
3
时,不等式的解集为{x|3a+1≤x≤2}.

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