问题 解答题

已知函数f(x)满足:对任意x,y∈R,都有f(x+y)=f(x)•f(y)-f(x)-f(y)+2成立,且x>0时,f(x)>2,

(1)求f(0)的值,并证明:当x<0时,1<f(x)<2.

(2)判断f(x)的单调性并加以证明.

(3)若函数g(x)=|f(x)-k|在(-∞,0)上递减,求实数k的取值范围.

答案

(1)∵f(x+y)=f(x)•f(y)-f(x)-f(y)+2令x=y=0,

f(0)=f(0)•f(0)-f(0)-f(0)+2

∴f2(0)-3f(0)+2=0,f(0)=2或 f(0)=1

若 f(0)=1

 则 f(1)=f(1+0)=f(1)•f(0)-f(1)-f(0)+2=1,

与已知条件x>0时,f(x)>2相矛盾,∴f(0)=2                         (1分)

设x<0,则-x>0,那么f(-x)>2

又2=f(0)=f(x-x)=f(x)•f(-x)-f(x)-f(-x)+2

f(x)=

f(-x)
f(-x)-1
=1+
1
f(-x)-1

∵f(-x)>2

,∴0<

1
f(-x)-1
<1,从而1<f(x)<2(3分)

(2)函数f(x)在R上是增函数

设x1<x2则x2-x1>0,∴f(x2-x1)>2

f(x2)=f(x2-x1+x1)=f(x2-x1)f(x1)-f(x2-x1)-f(x1)+2

=f(x2-x1)[f(x1)-1]-f(x1)+2

∵由(1)可知对x∈R,f(x)>1,∴f(x1)-1>0,又f(x2-x1)>2

∴f(x2-x1)•[f(x1)-1]>2f(x1)-2

f(x2-x1)[f(x1)-1]-f(x1)+2>f(x1

即f(x2)>f(x1

∴函数f(x)在R上是增函数                                               (3分)

(3)∵由(2)函数f(x)在R上是增函数

∴函数y=f(x)-k在R上也是增函数

若函数g(x)=|f(x)-k|在(-∞,0)上递减

则x∈(-∞,0)时,g(x)=|f(x)-k|=k-f(x)

即x∈(-∞,0)时,f(x)-k<0,

∵x∈(-∞,0)时,f(x)<f(0)=2,∴k≥2(3分)

单项选择题
单项选择题