问题
解答题
函数y=f(x)对任意实数x,y都有f(x+y)=f(x)+f(y)+2xy. (Ⅰ)求f(0)的值; (Ⅱ)若f(1)=1,求f(2),f(3),f(4)的值,猜想f(n)的表达式并用数学归纳法证明你的结论;(n∈N*) (Ⅲ)若f(1)≥1,求证:f(
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答案
(Ⅰ)令x=y=0得f(0+0)=f(0)+f(0)+2×0×0⇒f(0)=0(3分)
(Ⅱ)f(1)=1,
(2分)f(2)=f(1+1)=1+1+2=4 f(3)=f(2+1)=4+1+2×2×1=9 f(4)=f(3+1)=9+1+2×3×1=16
猜想f(n)=n2,下用数学归纳法证明之.
当n=1时,f(1)=1满足条件
假设当n=k时成立,即f(k)=k2
则当n=k+1时f(k+1)=f(k)+f(1)+2k=k2+1+2k=(k+1)2
从而可得当n=k+1时满足条件
对任意的正整数n,都有 f(n)=n2 (5分)
(Ⅲ)f(1)≥1,则f(1)=2f(
)+2×1 2
×1 2
≥1⇒f(1 2
)≥1 2
>01 4
假设n=k(k∈N*)时命题成立,即f(
)≥1 2k
>0,则f(1 22k
)=2f(1 2k
)+2×1 2k+1
×1 2k+1
≥1 2k+1
⇒f(1 22k
)≥1 2k+1
,1 22(k+1)
由上知,则f(
)>0(n∈N*).(4分)1 2n