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(
1
2n
)>0(n∈N*)
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,

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
(2分)

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(

1
2
)+2×
1
2
×
1
2
≥1⇒f(
1
2
)≥
1
4
>0

假设n=k(k∈N*)时命题成立,即f(

1
2k
)≥
1
22k
>0,则f(
1
2k
)=2f(
1
2k+1
)+2×
1
2k+1
×
1
2k+1
1
22k
⇒f(
1
2k+1
)≥
1
22(k+1)

由上知,则f(

1
2n
)>0(n∈N*).(4分)

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