问题 解答题
已知定义在(-1,1)上的函数f(x)满足f(
1
2
)=1
,且对任意x、y∈(-1,1)有f(x)-f(y)=f(
x-y
1-xy
)

(Ⅰ)判断f(x)在(-1,1)上的奇偶性,并加以证明.
(Ⅱ)令x1=
1
2
xn+1=
2xn
1+
x2n
,求数列{f(xn)}的通项公式.
(Ⅲ)设Tn{
2n-1
f(xn)
}
的前n项和,若Tn
6-3m
2
对n∈N*恒成立,求m的最大值.
答案

(Ⅰ)∵对任意x、y∈(-1,1)有f(x)-f(y)=f(

x-y
1-xy
)…①

∴令x=y=0得f(0)=0;(1分)

令x=0由①得f(-y)=-f(y),

用x替换上式中的y有f(-x)=-f(x)(2分)

∴f(x)在(-1,1)上为奇函数.(3分)

(Ⅱ){f(xn)}满足x1=

1
2
<1,则必有xn+1=
2xn
1+
x2n
2xn
2xn
=1

否则若xn+1=1则必有xn=1,依此类推必有x1=1,矛盾

∴0<xn<1(5分)

f(xn+1)=f(

2xn
1+
x2n
)=f(
xn-(-xn)
1-xn•(-xn)
)=f(xn)-f(-xn)=f(xn)+f(xn)=2f(xn

f(xn+1)
f(xn)
=2,

f(x1)=f(

1
2
)=1

∴{f(xn)}是1为首项,2为公比的等比数列,(7分)

f(xn)=2n-1(8分)

(Ⅲ)

2n-1
f(xn)
=
2n-1
2n-1
=2×
2n-1
2n
(9分)

Tn=2(

1
2
+
3
22
+
5
23
+…+
2n-1
2n
)…②

1
2
Tn=2×(
1
22
+
3
23
+
5
24
+…+
2n-3
2n
+
2n-1
2n+1
)…③

②-③得

1
2
Tn=2×(
1
2
+
1
2
+
1
22
+
1
23
+…+
1
2n-1
-
2n-1
2n+1
)=3-
2n+3
2n
(11分)

Tn=6-

2n+3
2n-1
<6(12分)

∴若Tn

6-3m
2
对n∈N*恒成立,则须
6-3m
2
≥6
,解得m≤2(13分)

∴m的最大值为2.       (14分)

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