若函数f(x)满足下列条件:在定义域内存在x0,使得f(x0+1)=f(x0)+f(1)成立,则称函数f(x)具有性质M;反之,若x0不存在,则称函数f(x)不具有性质M. (Ⅰ)证明:函数f(x)=2x具有性质M,并求出对应的x0的值; (Ⅱ)已知函数h(x)=lg
(Ⅲ)试探究形如①y=kx+b(k≠0)、②y=ax2+bx+c(a≠0)、③y=
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(Ⅰ)证明:f(x)=2x代入f(x0+1)=f(x0)+f(1)得2x0+1=2x0+2得:…(2分)
即2x0=2,解得x0=1,
∴函数f(x)=2x具有性质M.…(4分)
(Ⅱ)h(x)的定义域为R,且可得a>0,
∵h(x)具有性质M,
∴存在x0,使得h(x0+1)=h(x0)+h(1),代入得lg
=lga
+2x 20
+lga x0+1 a 2
化为2(
+1)=a(x0+1)2+ax 20
整理得:(a-2)
+2ax0+2a-2=0有实根…(5分)x 20
①若a=2,得x0=-
,满足题意1 2
②若a≠2,则要使(a-2)
+2ax0+2a-2=0有实根有实根,只需满足△≥0,x 20
即a2-6a+4≤0,解得a∈[3-
,3+5
]5
∴a∈[3-
,2)∪(2,3+5
]…(8分)5
综合①②,可得a∈[3-
,3+5
]…(9分)5
(Ⅲ)函数y=f(x)恒具有性质M,即关于x的方程f(x+1)=f(x)+f(1)(*)恒有解.
①若f(x)=kx+b,则方程(*)可化为k(x+1)+b=kx+b+k+b,
整理,得0×x+b=0,
当b≠0时,关于x的方程(*)无解
∴f(x)=kx+b不恒具备性质M;
②若f(x)=ax2+bx+c(a≠0),则方程(*)可化为2ax+a+b=0,解得x--
.a+b 2a
∴函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0)一定具备性质M.
③若f(x)=
(k≠0),则方程(*)可化为x2+x+1无解k x
∴f(x)=
(k≠0)不具备性质M;k x
④若f(x)=ax,则方程(*)可化为ax+1=ax+a,化简得(a-1)ax=a即ax=a a-1
当0<a<1时,方程(*)无解
∴f(x)=
(k≠0),不恒具备性质M;k x
⑤若f(x)=logax,则方程(*)可化为loga(x+1)=logax,化简得x+1=x
显然方程无解;
∴f(x)=
(k≠0),不具备性质M;k x
综上所述,只有函数f(x)=ax2+bx+c一定具备性质M.…(14分)