题目内容

【题目】设f(x)是定义在R上的函数,对mn∈R,恒有f(mn)=f(mf(n)(f(m)≠0,f(n)≠0),且当x>0时,0<f(x)<1.

(1)求证f(0)=1;

(2)求证x∈R时,恒有f(x)>0;

(3)求证f(x)在R上是减函数.

【答案】(1)根据题意,令m=0,可得f(0+n)=f(0)·f(n),

因为f(n)≠0,所以f(0)=1.

(2)由题意知x>0时,0<f(x)<1,当x=0时,f(0)=1>0,当x<0时,-x>0,所以0<f(-x)<1.因为f[x+(-x)]=f(xf(-x),所以f(xf(-x)=1,

所以f(x)=>0.xR时,恒有f(x)>0.

(3)x1x2R,且x1x2,则f(x2)=f[x1+(x2x1)],

所以f(x2)-f(x1)=f[x1+(x2x1)]-f(x1)=f(x1f(x2x1)-f(x1)=f(x1)[f(x2x1)-1].由(2)f(x1)>0,又x2x1>0,所以0<f(x2x1)<1,

f(x2)-f(x1)<0,所以f(x)R上是减函数.

【解析】

(1)对函数进行赋值,即可证得结论;

(2)由于已知部分定义域内函数值的范围,故分区间讨论,结合已知等式,将其他区间内的范围与已知函数值结合讨论;

(3)证明单调性需根据定义去求,假设 结合等式,构造的形式,判断符号即可证出单调性.

证明:(1)根据题意,令m=0,

可得f(0+n)=f(0)·f(n),

因为f(n)≠0,所以f(0)=1.

(2)由题意知x>0时,0<f(x)<1,

x=0时,f(0)=1>0,

x<0时,-x>0,所以0<f(-x)<1.

因为f[x+(-x)]=f(xf(-x),

所以f(xf(-x)=1,

所以f(x)=>0

xR时,恒有f(x)>0.

(3)x1x2R,且x1x2

f(x2)=f[x1+(x2x1)],

所以f(x2)-f(x1)=f[x1+(x2x1)]-f(x1)=f(x1f(x2x1)-f(x1)=f(x1)[f(x2x1)-1].

(2)f(x1)>0,又x2x1>0,

所以0<f(x2x1)<1,

f(x2)-f(x1)<0,所以f(x)R上是减函数.

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