问题 解答题
已知函数f(x)定义在区间(-1,1)上,f(
1
2
)=-1
,对任意x,y∈(-1,1),恒有f(x)+f(y)=f(
x+y
1+xy
)
成立,又数列{an}满足a1=
1
2
an+1=
2a
1+
a2n

(I)在(-1,1)内求一个实数t,使得f(t)=2f(
1
2
)

(II)求证:数列{f(an)}是等比数列,并求f(an)的表达式;
(III)设cn=
n
2
bn+2,bn=
1
f(a1)
+
1
f(a2)
+
1
f(a3)
+…+
1
f(an)
,是否存在m∈N*,使得对任意n∈N*cn
6
7
lo
g22
m-
18
7
log2m
恒成立?若存在,求出m的最小值;若不存在,请说明理由.
答案

(I)f(t)=2f(

1
2
)=f(
1
2
)+f(
1
2
)=f(
1
2
+
1
2
1+
1
2
×
1
2
)=f(
4
5
),

t=

4
5
…(2分)

(II)∵f(a1)=f(

1
2
)=-1,

f(x)+f(y)=f(

x+y
1+xy
),

f(an+1)=f(

2an
1+
a2n
)=f(an)+f(an)=2f(an),

f(an+1)
f(an)
=2

∴{f(an)}是以-1为首项,2为公比的等比数列,

f(an)=-2n-1.…(6分)

(III)由(II)得,bn=-(1+

1
2
+
1
22
+…+
1
2n-1
)=-
1-
1
2n
1-
1
2
=-2+
1
2n-1
…(8分)

cn=

n
2
bn+2=-n+
n
2n
+2,…(9分)

cn+1-cn=-(n+1)+

n+1
2n+1
+2-[-n+
n
2n
+2]

=

n+1
2n+1
-
n
2n
-1

=

1-n
2n+1
-1<0,

∴{cn}是减数列,

cnc1=-1+

1
2
+2=
3
2

要使7cn<6log2 2m-18log2m对任意n∈N*恒成立,

只需6log22m-18log2m>

21
2

4log 22m-12log2m-7>0

log2m<-

1
2
,或log2m>
7
2

∴0<m<

2
2
,或m>8
2
≈11.31

∴当m≥12,且m∈N*时,7cn<6log2 2m-18log2m对任意n∈N*恒成立,

∴m的最小正整数值为12.

单项选择题
单项选择题