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已知定义在R上的函数f(x),对任意的实数m、n,都有f(m+n)=f(m)f(n)成立,且当x>0时,有f(x)>1成立.(Ⅰ)求f(0)的值,并证明当x<0时,有0<f(x)<1成立;(Ⅱ)判断函数f(x)在R上的单调性,并证明你的结论;(Ⅲ)若f(1)=2,数列{an}满足an=f(n)(n∈N*),记Sn=1a1+1a2+…+1an,且对一切正整数n有f(√1-m)>2Sn恒成立,求实数m的取值范围.试题及答案-单选题-云返教育
试题详情
已知定义在R上的函数f(x),对任意的实数m、n,都有f(m+n)=f(m)f(n)成立,且当x>0时,有f(x)>1成立.
(Ⅰ)求f(0)的值,并证明当x<0时,有0<f(x)<1成立;
(Ⅱ)判断函数f(x)在R上的单调性,并证明你的结论;
(Ⅲ)若f(1)=2,数列{a
n
}满足a
n
=f(n)(n∈N
*
),记
S
n
=
1
a
1
+
1
a
2
+…+
1
a
n
,且对一切正整数n有f(
√
1-m
)>2S
n
恒成立,求实数m的取值范围.
试题解答
见解析
解:(Ⅰ)令m=0,n=1,得f(1)=f(0)f(1),
由题意得f(1)>1,所以f(0)=1.
若x<0,则f(x)f(-x)=f(x-x)=f(0)=1,
∴f(x)=
1
f(-x)
.
由已知f(-x)>1,得0<f(x)<1.
(Ⅱ)任取x
1
,x
2
∈R且设x
1
>x
2
,
由已知和(Ⅰ)得f(x)>0(x∈R),
∴
f(x
1
)
f(x
2
)
=
f(x
1
-x
2
+x
2
)
f(x
2
)
=f(x
1
-x
2
),(7分)∵x
1
-x
2
>0,∴f(x
1
-x
2
)>1,
∴f(x
1
)>f(x
2
).
所以函数f(x)在R上是增函数.
(Ⅲ)
a
n
a
n-1
=
f(n)
f(n-1)
=f(1)=2,
∴数列{a
n
}是首项为2,公比为2的等比数列.
∴a
n
=2
n
.
S
n
=
1
a
1
+
1
a
2
++
1
a
n
=
1
2
[1-
(
1
2
)
n
]
1-
1
2
=1-(
1
2
)
n
.
又对一切正整数n,有f(
√
1-m
)>2S
n
恒成立,
即f(
√
1-m
)≥2恒成立.
又f(1)=2,∴f(
√
1-m
)≥f(1)恒成立.
又由(Ⅱ)得
√
1-m
≥1,
解得m的取值范围是m≤0.
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