问题 解答题
设函数y=f(x)的定义域为全体R,当x<0时,f(x)>1,且对任意的实数x,y∈R,有f(x+y)=f(x)f(y)成立,数列{an}满足a1=f(0),且f(an+1)=
1
f(-2-an)
(n∈N*
(1)求证:y=f(x)是R上的减函数.
(2)求证:{an}是等差数列,并求通项an
(3)若不等式(1+
1
a1
)(1+
1
a2
)…(1+
1
an
)≥k
2n+1
对一切n∈N*均成立,求k的最大值.
答案

(1)令x=-1,y=0,得f(-1)=f(-1)•f(0),

由题意知f(-1)≠0,所以f(0)=1,故a1=f(0)=1.

当x>0时,-x<0,f(0)=f(-x)•f(x)=1,进而得0<f(x)<1.

设x1,x2∈R且x1<x2,则x2-x1>0,0<f(x2-x1)<1,f(x2)-f(x1)=f(x1+(x2-x1))-f(x1)=f(x1)[f(x2-x1)-1]<0.

即f(x2)<f(x1),所以y=f(x)是R上的减函数.

(2)由f(an+1)=

1
f(-2-an)
得f(an+1)f(-2-an)=1,

所以f(an+1-an-2)=f(0).

因为y=f(x)是R上的减函数,所以an+1-an-2=0,

即an+1-an=2,

所以{an}是以1为首项,2为公差的等差数列.

所以an=1+(n-1)×2=2n-1.

(3)由(1+

1
a1
)(1+
1
a2
)(1+
1
an
)≥k
2n+1
对一切n∈N*均成立.

k≤

(1+
1
a1
)(1+
1
a2
)(1+
1
an
)
2n+1
对一切n∈N*均成立.

F(n)=

(1+
1
a1
)(1+
1
a2
)(1+
1
an
)
2n+1

知F(n)>0且F(n+1)=

(1+
1
a1
)(1+
1
a2
)(1+
1
an
)(1+
1
an+1
)
2n+3

F(n+1)
F(n)
=
2(n+1)
2n+1
2n+3
=
2(n+1)
4(n+1)2-1
>1.

故F(n)为关于n的单调增函数,F(n)≥F(1)=

2
3
3

所以k≤

2
3
3
,k的最大值为
2
3
3

判断题
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