题目内容
已知定义域为[0,1]的函数f(x)同时满足:①对于任意的x∈[0,1],总有f(x)≥0;
②f(1)=1;
③若x1≥0,x2≥0,x1+x2≤1,则有f(x1+x2)≥f(x1)+f(x2).
(1)求f(0)的值;
(2)求f(x)的最大值;
(3)若对于任意x∈[0,1],总有4f2(x)-4(2-a)f(x)+5-4a≥0成立,求实数a的取值范围.
分析:(1)令x1=x2=0代入即可得答案.
(2)用定义确定函数f(x)是[0,1]上的增函数,所以当x=1时函数f(x)去最大值.
(3)先根据f(x)的单调性确定f(x)的取值范围,再用分离参数的方法将a表示出来后用基本不等式求实数a的范围.
(2)用定义确定函数f(x)是[0,1]上的增函数,所以当x=1时函数f(x)去最大值.
(3)先根据f(x)的单调性确定f(x)的取值范围,再用分离参数的方法将a表示出来后用基本不等式求实数a的范围.
解答:解:(1)对于条件③,令x1=x2=0,得f(0)≤0.
又由条件①知f(0)≥0,∴f(0)=0.
(2)设0≤x1<x2≤1,则x2-x1∈(0,1],
∴f(x2)-f(x1)=f((x2-x1)+x1)-f(x1)≥f(x2-x1)+f(x1)-f(x1)=f(x2-x1)≥0,
即f(x2)≥f(x1).
故f(x)在[0,1]上是单调递增的,
从而f(x)的最大值是f(1)=1.
(3)∵f(x)在x∈[0,1]上是增函数,
∴f(x)∈[0,1].
又∵4f2(x)-4(2-a)f(x)+5-4a≥0,
∴4f2(x)-8f(x)+5≥4a[1-f(x)].
当f(x)≠1时,a≤
.
令y=
=
=1-f(x)+
≥1,
∴a≤1.
当f(x)=1时,4f2(x)-4(2-a)f(x)+5-4a=4-4(2-a)+5-4a=4-8+4a+5-4a=1≥0恒成立,
∴a≤1.
又由条件①知f(0)≥0,∴f(0)=0.
(2)设0≤x1<x2≤1,则x2-x1∈(0,1],
∴f(x2)-f(x1)=f((x2-x1)+x1)-f(x1)≥f(x2-x1)+f(x1)-f(x1)=f(x2-x1)≥0,
即f(x2)≥f(x1).
故f(x)在[0,1]上是单调递增的,
从而f(x)的最大值是f(1)=1.
(3)∵f(x)在x∈[0,1]上是增函数,
∴f(x)∈[0,1].
又∵4f2(x)-4(2-a)f(x)+5-4a≥0,
∴4f2(x)-8f(x)+5≥4a[1-f(x)].
当f(x)≠1时,a≤
4f2(x)-8f(x)+5 |
4[1-f(x)] |
令y=
4f2(x)-8f(x)+5 |
4[1-f(x)] |
4[1-f(x)]2+1 |
4[1-f(x)] |
1 |
4[1-f(x)] |
∴a≤1.
当f(x)=1时,4f2(x)-4(2-a)f(x)+5-4a=4-4(2-a)+5-4a=4-8+4a+5-4a=1≥0恒成立,
∴a≤1.
点评:本题主要考查抽象函数的单调性以及基本不等式的有关问题.用基本不等式时注意其要等号成立时要满足的条件.
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