已知定义在R上的单调函数f(x),存在实数x0使得对任意实数x1,x2,总有f(x0x1+x0x2)=f(x0)+f(x1)+f(x2)恒成立. (1)求x0的值; (2)若f(x0)=1,且对任意的正整数n.有an=
|
(1)令x1=x2=0,得f(0)=f(x0)+2f(0),∴f(x0)=-f(0).①
令x1=1,x2=0,得f(x0)=f(x0)+f(1)+f(0),∴f(1)=-f(0).②
由①②得 f(x0)=f(1).∴f(x)为单调函数,
∴x0=1.
(2)由(1)得f(x1+x2)=f(x1)+f(x2)+f(1)=f(x1)+f(x2)+1.
∵f(n+1)=f(n)+f(1)+1=f(n)+2,f(1)=1,∴f(n)=2n-1.(n∈Z*)
∴an=
.1 2n-1
又∵f(1)=f(
+1 2
)=f(1 2
)+f(1 2
)+f(1)1 2
∴f(
)=0,b1=f(1 2
)+1.1 2
又f(
)=f(1 2n
+1 2n+1
)=f(1 2n+1
)+f(1 2n+1
)+f(1)=2f(1 2n+1
)+1,1 2n+1
∴2bn+1=2f(
)+2=f(1 2n+1
)+1=bn.1 2n
∴bn=(
)n-1.1 2
∴Sn=
+1 1×3
+…+1 3×5
=1 (2n-1)(2n+1)
(1 2
-1 1
+1 3
-1 3
+…+1 5
-1 2n-1
)1 2n+1
=
(1-1 2
)1 2n+1
Tn=(
)0(1 2
)1+(1 2
)1(1 2
)2+…+(1 2
)n-1(1 2
)n=1 2
+(1 2
)3+…+(1 2
)2n-11 2
=
=
[1-(1 2
)n]1 4 1- 1 4
[1-(2 3
)n].1 4
∴
Sn-Tn=4 3
(1-2 3
)-1 2n+1
[1-(2 3
)n]=1 4
[(2 3
)n-1 4
].1 2n+1
∵4n=(3+1)n=Cnn3n+Cnn-13n-1+…+Cn13+Cn0≥3n+1>2n+1,
∴
Sn-Tn=4 3
(3 2
-1 4n
)<0.1 2n+1
∴
Sn<Tn.4 3