已知定义在R上的函数f(x)满足:,f(1)=
(I)求f(0)的值,并证明函数f(x)为偶函数; (II)定义数列{an}:an=2f(n+1)-f(n)(n=1,2,3,…),求证:{an}为等比数列; (III)若对于任意非零实数y,总有f(y)>2.设有理数x1,x2满足|x1|<|x2|,判断f(x1)和f(x2)的大小关系,并证明你的结论. |
(I)令x=1,y=0
∴f(1)•f(0)=f(1)+f(1)
∵f(1)=
,5 2
∴f(0)=2.
令x=0,
∴f(0)f(y)=f(y)+f(-y)即2f(y)=f(y)+f(-y)
∴f(y)=f(-y),对任意的实数y总成立.
∴f(x)为偶函数.
(II)令x=y=1,得f(1)f(1)=f(2)+f(0).
∴
=f(2)+2.25 4
∴f(2)=
.17 4
∴a1=2f(2)-f(1)=
-17 2
=6.5 2
令x=n+1,y=1,得f(n+1)f(1)=f(n+2)+f(n).
∴f(n+2)=
f(n+1)-f(n).5 2
an+1=2f(n+2)-f(n+1)
=2[
f(n+1)-f(n)]-f(n+1)4f(n+1)-2f(n)5 2
=2[f(n+1)-2f(n)]=2an(n≥1)
∴{an}是以6为首项,以2为公比的等比数列.
(III)结论:f(x1)<f(x2).
证明:设y≠0
∵y≠0时,f(y)>2,
∴f(x+y)+f(x-y)=f(x)f(y)>2f(x),即f(x+y)-f(x)>f(x)-f(x-y).
∴对于k∈N,总有f[(k+1)y]-f(ky)>f(ky)-f[(k-1)y]成立.
∴f[(k+1)y]-f(ky)>f(ky)-f[(k-1)y]>f[(k-1)y]-f[(k-2)y]>…>f(y)-f(0)>0.
∴对于k∈N总有f[(k+1)y]>f(ky)成立.
∴对于m,n∈N,若n<m,则有f(ny)<f(my)成立.
∵x1,x2∈Q,所以可设|x1|=
,|x2|=q1 p1
,其中q1,q2是非负整数,p1,p2都是正整数,q2 p2
则|x1|=
,|x2|=q1p2 p1p2
.p1q2 p1p2
令y=
,t=q1p2,s=p1q2,则t,s∈N.1 p1p2
∵|x1|<|x2|,∴t<s
∴f(ty)<f(sy),即f(|x1|)<f(|x2|).
∵函数f(x)为偶函数.
∴f(|x1|)=f(x1),f(|x2|)=f(x2).
∴f(x1)<f(x2).