问题
解答题
已知f(x)是定义在实数集R上的不恒为0的函数,对任意实数x,y有f(x)f(y)=f(x+y),当x>0时,有0<f(x)<1. (Ⅰ)求f(0)的值,并证明f(x)恒正; (Ⅱ)判断f(x)在实数集R上单调性; (Ⅲ)设Sn为数列{an}的前n项和,a1=
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答案
(Ⅰ)由f(x)f(y)=f(x+y),令x>0,y=0,则f(x)f(0)=f(x),
∵当x>0时,有0<f(x)<1,∴f(0)=1.…(2分)
当x<0时,-x>0,∴0<f(-x)<1,
由于f(x)f(-x)=f(x-x)=f(0)=1
所以f(x)=
>1>0,综上可知,f(x)恒正;…(4分)1 f(-x)
(Ⅱ)设x1<x2,则x2-x1>0,∴0<f(x2-x1)<1
又由(1)可知f(x1)>0
所以f(x2)=f(x2-x1+x1)=f(x2-x1)f(x1)<f(x1)
故f(x)在实数集R上是减函数;…(8分)
(Ⅲ)由题意a1=
,an=f(n),1 3
∴a1=f(1)=
,an+1=f(n+1)=f(n)f(1)=1 3
f(n)=1 3
an1 3
∴数列{an}为以首项a1=
,公比为1 3
的等比数列,1 3
∴an=(
)n,Sn=1 3
(1-1 2
)…(12分)1 3n
由此可知,Sn随着n的增大而增大,再根据(2)可得f(Sn)随着n的增大而减小,
所以数列{bn}为递减数列,
从而存在最大项,其为b1=f(S1)=f(a1)=f(
)=1 3
3]f3([
)=1 3
3]f(1)=[
…(14分)
3]9[ 3