已知函数f(x)的定义域为R,对任意s,t∈R都有f(s+t)=f(s)+f(t),且对任意x>0,都有f(x)<0,且已知f(3)=-3.
(1)求证:f(x)是R上的单调递减函数;
(2)求证:f(x)是奇函数;
(3)求f(x)在[m,n](m,n∈Z且m>0)上的值域.
(1)在R任取x1,x2,且x1<x2,则f(x2)=f[(x2-x1)+x1]=f(x2-x1)+f(x1),…(1分)
∴f(x2)-f(x1)=f(x2-x1).…(2分)
∵x2-x1>0,∴f(x2-x1)<0,…(3分)∴f(x2)-f(x1)<0,即f(x2)<f(x1),∴f(x)是R上的单调递减函数. …(4分)
(2)令s=t=0,则f(0)=f(0)+f(0),∴f(0)=0.…(5分)
又令s=x,t=-x,则f(0)=f(x)+f(-x),∴f(x)+f(-x)=0,…(6分)
∴f(-x)=-f(x),∴f(x)是奇函数.…(7分)
(3)∵f(x)是R上的单调递减函数,∴f(x)在[m,n]上也为减函数,…(8分)
∴f(x)在[m,n]上的最大值为f(m),最小值为f(n).…(9分)
又m,n∈Z,∴f(m)=f[1+(m-1)]=f(1)+f(m-1)=2f(1)+f(m-2)=…=mf(1).
同理f(n)=nf(1),…(11分)
已知f(3)=-3得f(3)=3f(1)=-3,∴f(1)=-1,…(12分)∴f(n)=-n,f(m)=-m,…(13分)
所以,函数的值域为[-n,-m].…(14分)