问题 解答题
已知定义域为R的函数f(x)对任意的x,y∈R,f(x)≠0,且f(x+y)=f(x)f(y)
(1)求f(0)的值;
(2)若f(x)为单调函数,f(1)=2,向量
a
=(
2
cos
θ
2
,1)
b
=(
2
λsin
θ
2
,cos2θ)
,是否存在实数λ,对任意θ∈[0,2π),f(
a
b
)-f(3)≤0
恒成立?若存在,求出λ的取值范围;若不存在,说明理由.
答案

(1)令x=y=0得,f(0)=f(0)f(0),

∵f(x)≠0,∴f(0)=1.

(2)∵f(0)=1,f(1)=2,且f(x)为单调函数,

∴f(x)是增函数,

a
b
=λsinθ+cos2θ,f(
a
b
)-f(3)≤0

∴f(λsinθ+cos2θ)≤f(3)

又∵f(x)是增函数,

∴对任意θ∈[0,2π),λsinθ+cos2θ≤3恒成立,

即sin2θ-λsinθ+2≥0恒成立,…(*)

令t=sinθ,得t2-λt+2≥0

∵θ∈[0,2π),∴-1≤sinθ≤1,即-1≤t≤1,

令h(t)=t2-λt+2=(t-

λ
2
)2+2-
λ2
4
(-1≤t≤1),

①当

λ
2
<-1时,即λ<-2时,只要h(-1)≥0,则(*)恒成立,

∵h(-1)=λ+3≥0,∴-3<λ<-2;

②当-1≤

λ
2
≤1时,即-2≤λ≤2时,只要h(
λ
2
)≥0,则(*)恒成立,

∵h(

λ
2
)=2-
λ2
4
≥0,∴-2
2
≤λ≤2
2

∴-2≤λ≤2;

③当

λ
2
>1时,即λ>2时,只要h(1)≥0,则(*)恒成立,

∵h(1)=3-λ≥0,∴∴2<λ≤3;

综上:存在-3≤λ≤3,满足题目要求.

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